[发明专利]一种基于多负荷响应的园区综合能源系统调度方法

说明书

本发明提供一种基于多负荷响应的园区综合能源系统调度方法，用于对园区综合能源系统进行调度，调度的步骤为：确定包括电负荷、热负荷、冷负荷以及气负荷的园区综合能源系统的耦合设备以及耦合关系；将园区综合能源系统中的主要负荷分为基础负荷以及柔性负荷；依据高峰时段的电价、低谷时段的电价以及平时时段的电价，设置柔性负荷的调度计划；采用园区综合能源系统的运行成本的最小值作为目标函数；根据园区的用能负荷的用能需求和用能满意度对柔性负荷的调度过程进行补偿和约束并计算补偿的成本；基于主要负荷的分类，根据柔性负荷的不同响应建立调度模式。本发明的调度方法可以使得园区内的用能费用达到最低。

技术领域

本发明属于能源系统的优化领域，具体涉及一种基于多负荷响应的园区综合能源系统调度方法。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭、环境污染的日益严重，为了缓解传统电网的供电压力、转变能源结构，风电并网的规模日益增大。为了解决电力系统、热力系统和天然气系统等子系统单独设计和运行而造成的能源利用率低的问题，“能源互联网”的概念被提出，基于电力、热力和天然气供能的综合能源系统是典型的用户侧用能形态。

电储能的出现促进了新能源的消纳。现有存储风能的方式中，除抽水蓄能外，存在存储容量有限、经济性不足、无法大规模使用等问题。由于电转气(P2G)技术的发展，可以实现电能以天然气的方式大规模存储，各种形式的能源在生产、传输、使用等阶段的耦合作用也越来越强。目前对于电热耦合的综合能源系统研究非常全面，然而对于电、热、冷、气综合能源系统的研究较少。现有的园区综合能源调度方法中，对能源的利用率不高，也无法达到最优的资源配置。

发明内容

为解决上述问题，提供一种用于对园区综合能源系统进行调度的方法，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种基于多负荷响应的园区综合能源系统调度方法，用于对园区综合能源系统进行调度，其特征在于，包括如下步骤：确定耦合关系，确定包括电负荷、热负荷、冷负荷以及气负荷的园区综合能源系统的耦合设备以及耦合关系；负荷分类，将园区综合能源系统中的主要负荷分为基础负荷以及柔性负荷；设置调度计划，依据高峰时段的电价、低谷时段的电价以及平时时段的电价，设置柔性负荷的调度计划；建立目标函数，采用园区综合能源系统的运行成本的最小值作为目标函数；计算调度的补偿成本，根据园区的用能负荷的用能需求和用能满意度对柔性负荷的调度过程进行补偿和约束并计算补偿的成本；建立调度模式，基于主要负荷的分类，根据柔性负荷的不同响应，建立调度模式；其中，柔性负荷包括可平移负荷、可削减负荷以及可转移负荷。

本发明提供的基于多负荷响应的园区综合能源系统调度方法，还可以具有这样的特征，其中，耦合设备包括电热耦合设备、电冷耦合设备、电气耦合设备以及热冷耦合设备，电热耦合设备包括燃气轮机以及燃气锅炉，电冷耦合设备包括电制冷机，电气耦合设备包括电转气设备，热冷耦合设备包括溴化锂机组。

本发明提供的基于多负荷响应的园区综合能源系统调度方法，还可以具有这样的特征，其中，燃气轮机产生的热量Q_MT(t)与输出电功率P_e(t)之间的关系为：

式中，η_e为燃气轮机的发电效率，η₁为燃气轮机的热损失系数，燃气轮机消耗的天然气量V_MT(t)表示为：

式中，L_NG为天然气的低位热值，Δ(t)为时间步长，

燃气锅炉的供热量Q_GB和额定供热量R_GB为之间的关系为：

Q_GB＝R_GBη_GB

式中，η_GB为锅炉的热效率，