[发明专利]计及用户行为分析的综合能源系统供需双侧综合优化方法

说明书

技术领域

本发明属于综合能源系统规划技术领域，尤其涉及计及用户行为分析的综合能源系统供需双侧综合优化方法。

背景技术

效用函数表示消费者在消费中所获得的效用与所消费的商品组合之间数量关系的函数。它被用以衡量消费者从消费既定的商品组合中所获得满足的程度。运用效用函数能分析多类用户与多类消费的复合情况。

为有效利用清洁能源，提升能源供应的安全性及可持续发展能力，我国电力“十三五”规划将多元化能源协同高效利用提升到了相当重要的高度。为适应此发展趋势，充分考虑多种能源特性及其平衡与协同供应策略建立的多能协同系统成为业内研究和关注的热点。

在已有针对多能协同综合能源系统优化的研究中，WANG H等在期刊《Renewable Energy》,2016,99:360-368发表的《Simulation and economic evaluation of biomass gasification with sets for heating,cooling and power production》提出优化生物质气化条件，进而提升经济评价与环境效益；施锦月等在期刊《电网技术》2016,40(10):2959-2966发表的《基于热电比可调模式的区域综合能源系统双层优化运行》提出调节CHP(Combined Heat and Power generation,热电联产)热电比与用广义弹性负荷参与响应，实现区域综合能源系统高效经济运行；王珺等在期刊《电力系统自动化》2016,40(15):17-24发表的《结合热网模型的多区域综合能源系统协同规划》中以降低燃气锅炉配置容量，最小化热能传输损耗而降低运行费用为目的提出优化策略。但现有研究主要关注多能协同能源系统供应侧的稳定性与经济性的优化，而未考虑的需求侧与供应侧的双向作用。与此同时，未施行集中供暖的地区气象条件的不确定导致用户行为相对集中供暖地区更为复杂，因此在研究多能协同能源系统的供暖用暖过程中，考虑需求侧用户行为对供应侧的影响非常必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于需求侧用户用暖行为分析，建立供需两侧经济模型，以供应侧电厂运行效率最大、需求侧居民用电成本最低为目标建立双目标模型并求解的优化方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：计及用户行为分析的综合能源系统供需双侧综合优化方法，包括以下步骤：

步骤1、分析需求侧用户用暖行为；

步骤2、建立供需两侧经济模型；

步骤3、建立双目标模型并求解。

在上述的计及用户行为分析的综合能源系统供需双侧综合优化方法中，步骤1的实现包括：

步骤1.1假设用户选择决策前提；

1)在冬季需要供暖的情况下，A_i为用户i的舒适温度，当气温高于A_i时，用户i的舒适度均相等且为最高；设舒适温度对应的效用最高且为0，温度越低，效用越小且为负值；

2)用户i通过选择供暖方式将房间加热到舒适温度A_i；

3)设置参数x表征供暖方式的舒适度系数，且通过调查得到；

步骤1.2确定用户供暖决策效用函数；

选择供暖的用户和选择不供暖的用户整个冬季的效用函数U_in，U_iy为：

(1)、(2)式中，Ω_uge为采用供暖、供气和空调方式的集合，

其中，a_i为低温对用户i用户感受降低的幅度，γ为在供暖下温度达到用户i舒适温度时增加的效用；γ取(-∞，0)中的一组值；x为供暖方式的舒适度系数，g_i,D(c_D)为价格函数；

用户i选取几个负值效用中绝对值更小的一个作为所选择的策略；

步骤1.3确定不同供暖方式的用户选择比例；

分别得到不选择供暖的比p_n、选择天然气制暖的比p_g、选择空调制暖的比p_e、选择直接供暖的比p_h。

在上述的计及用户行为分析的综合能源系统供需双侧综合优化方法中，步骤2的实现包括：

步骤2.1确定多能协同优化负成本；

(3)式中，C_pb为多能协同优化负成本，α为每调整一单位低效发电量时节约的成本单位，P_p为发电厂实际发电功率；