[发明专利]一种考虑自趋优的工业园区分布式综合需求响应方法

说明书

本发明公开了一种考虑自趋优的工业园区分布式综合需求响应方法。工业用户首先对分时电价做出响应，并上报用能计划，若系统总体用能情况不满足安全性评估，则向园区下发调峰需求指令。在设计的IDR机制下，上层园区以IDR总成本最小化为目标，下层工业用户以自身参与IDR后的成本最小为目标，进行双层分布式优化。最终用户对IDR的边际成本达成一致，得到使用户自身和园区IDR总成本均最小的削峰量分配方案，并且在参与IDR的过程中较好地保护了用户的信息私密性本发明规划方法对问题的考虑更为全面合理，解决了现有规划方法中上级电网对响应结果安全性的评估及其与用户的互动不足，对用户的信息私密性保护不够的问题。

技术领域

本发明涉及工业园区综合需求响应领域，尤其涉及一种考虑自趋优的工业园 区分布式综合需求响应方法。

背景技术

随着化石能源的快速枯竭及其对环境、气候的影响日益显著，提高能源利用 效率、充分利用现有的可调控资源而非单纯增加装机容量成为可持续发展的必由 之路。需求响应(demand response，DR)通过整合需求侧的可调控资源与电网进行“双向互动”，是应对日益增长且多样化的电力需求和缓解电力供需不平衡的有效 手段。目前国内外关于区域综合能源系统规划的研究主要集中在系统设备容量规 划和考虑多能耦合的配电网扩展规划，而针对区域综合能源系统中能源站的数量、 位置及供能管线布局规划的研究较少。

目前国内外关于综合需求响应(integrated demand response,IDR)的研究已经获得了一定成果。戚野白等人(戚野白，王丹，贾宏杰，等.基于需求响应的集群温控负荷建模及参与低频减载策略研究[J].中国电机工程学报，2017，37(3)： 751-759.)建立了电热水器集群温控负荷的模型，研究了其在频率响应下的控制策略。Tsui K M等人(Tsui K M，Chan S C.Demand response optimization for smart home scheduling under real-time pricing[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2012， 3(4)：1812-1821.)对常见居民用户负荷的需求响应特性进行分类，提出利用家 庭能量管理系统(energymanagement system，EMS)响应实时电价的方法。曾丹等 人(曾丹，姚建国，杨胜春，等.应对风电消纳中基于安全约束的价格型需求响 应优化调度建模[J].中国电机工程学报，2014，34(31)：5571-5578.)研究了具 有固定价格弹性系数的可调控负荷参与平衡风电功率波动的调度过程。上述文献 分析了具有特定价格响应特性和运行约束的负荷参与DR的策略，未考虑不同能源间的互补作用。

综上所述，现有的IDR研究多为集中式的统一优化调度，上级能量管理系 统(energy management system，EMS)需要获取用户的生产、用能等可能涉及私密性的信息，降低了用户参与需求响应的意愿。此外，现有研究中通常考虑用户对 分时电价做出响应，但未考虑上级电网对响应结果安全性的评估及其与用户的互 动。对于工业园区内部用户参与IDR的容量分配和补偿机制，目前也尚未有充 分的研究。

发明内容

针对上述问题，本发明考虑工业园区与上级电网的双向互动，提出一种园区 用户分布式地参与IDR的机制。工业用户首先对分时电价做出响应，考虑生产 过程中的多能协同和热能梯级利用，以用能成本最小化为目标进行自趋优，并上 报用能计划。上级电网对系统总体用能情况进行安全性评估，若不能通过安全校 核，则向园区下发调峰需求指令。进而在设计的IDR机制下，上层园区以IDR 总成本最小化为目标，下层工业用户以自身参与IDR后的成本最小为目标，进行双层分布式优化。最终用户对IDR的边际成本达成一致，得到使用户自身和 园区IDR总成本均最小的削峰量分配方案，并且在参与IDR的过程中较好地保 护了用户的信息私密性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种考虑自趋优的工业园区分布式综合需求响应方法，包括如下步骤：