[发明专利]一种考虑需求侧响应的电-热联合系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑需求侧响应的电‑热联合系统优化调度方法，属于含多种能源形式的电力系统运行和控制技术领域；该方法基于一个两层优化模型，上层优化模型的目标为整个能源系统成本最低，下层优化模型为用户聚合商的需求侧响应模型；本发明方法利用用户建筑本身具有的热惯性，提高电热联合系统中用户用能需求的灵活性，挖掘了用户的需求侧响应潜力，将传统上固定的用户能源需求转化为可以调节的变量，并建立了用户的需求侧响应模型；利用用户需求侧响应松弛了热电联合系统运行的约束条件，提高了热电联合系统的运行灵活性，从而进一步提高系统运行效率，降低能源消耗，同时能更好地消纳具有波动性的可再生能源。

技术领域

本发明涉及一种考虑需求侧响应的电-热联合系统优化调度方法，属于含多种能源形式的电力系统运行和控制技术领域。

背景技术

当前，随着热电联产(combined heat and power,CHP)技术的大规模应用，电-热联合系统作为一种有效提高能源利用效率的形式得到迅速发展。然而，电-热联合系统中，CHP机组的电输出功率受其产热量的约束，因此给新能源的消纳带来挑战。本方法提出一种考虑需求侧响应的电-热联合系统优化调度方法，挖掘电-热耦合下的用户负荷的灵活性，通过需求侧响应来提高系统运行灵活性，促进新能源的消纳。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种考虑需求侧响应的电-热联合系统优化调度方法。

本发明的技术方案是：一种考虑需求侧响应的电-热联合系统优化调度方法，该方法基于一个两层优化模型，上层优化模型的目标为整个能源系统成本最低，下层优化模型为用户聚合商的需求侧响应模型；该方法包括以下步骤：

(1)建立用户聚合商的需求侧响应模型

①.目标函数为聚合商的利润最高：

其中，t代表不同时段，N_T为时段的数目；和分别为该聚合商i向能源系统购买的电能功率和热能功率，p_e和p_h分别为电能和热能的价格，R_i为该聚合商获得的收益；

②.聚合商的能源需求满足以下约束：

其中，Ξ_i为聚合商i所服务的用户的集合，j为其中的用户；为用户j的电能负荷，为用户j的热能负荷，ν_loss(t)为热能损耗系数；

③.用户的热能负荷满足以下约束：

τ_a，τ_h和τ_o分别为室内空气的温度、室内物体的温度、室外温度；c_a和c_h分别为室内空气和室内物体的热惯性常数；u_a-h，u_a-o，τ_h-τ_o分别为室内空气-室内物体、室内空气-室外、室内物体-室外的热传导系数；Δt为两个时段的间隔，和分别为室内舒适温度的下限和上限；

(2)建立电-热联合系统优化调度的上层最优模型

①.目标方程：

式中，和φ分别为电力机组和CHP机组的编号；和Ν_φ分别为两种机组的数量；为电源机组的输出功率，和分别为CHP机组的电功率和热功率；和代表两种机组的生产成本函数。

②.约束条件：