[发明专利]一种电热综合能源系统的两阶段优化调度方法

说明书

本发明公开了一种电热综合能源系统的两阶段优化调度方法，属于综合能源系统经济调度技术领域。首先建立包含电热替代型负荷在内的综合需求响应模型，并定义机组波动评价指标，将它们应用到上下层两阶段优化调度过程中。在上层优化调度阶段，以风电消纳最大为目标，建立功率平衡关系式和目标函数。在下层优化调度阶段，以系统煤耗量最小为目标优化设备出力，建立功率平衡关系式和目标函数。并通过改进的粒子群算法求解上下层两阶段优化调度过程中的待优化变量。该方法充分利用了综合需求响应和储能装置发挥其调度灵活性，在提升系统的调峰能力和风电消纳率的同时平滑机组出力，相较于传统的为消纳风电而频繁的调整机组出力更有利于系统的稳定运行。

技术领域

本发明属于电热综合能源系统经济调度技术领域，具体涉及一种电热综合能源系统的两阶段优化调度方法。

背景技术

随着风电等新能源占比的不断升高，一定程度上缓解了化石能源紧缺的问题，但是由于风电等新能源自身具有的波动性和随机性，也给传统的能源调度带来不小的挑战。特别是在供暖季到来时，CHP机组工作在“以热定电”的模式下，限制了机组的灵活性，阻碍了风电的上网空间。因此如何利用电热综合能源系统各侧资源，通过调度方案来减少弃风迫在眉睫。本领域技术人员都知道综合能源系统的调峰能力不足是导致新能源利用率低的主要因素，而提升设备的调度灵活性，增大综合能源系统的调峰能力可提高新能源的消纳量。

当前，一方面随着需求侧资源的广泛应用，需求侧响应可以实现对负荷曲线的削峰填谷，使曲线得到平滑，改变原有需求侧不可调的特性，需求侧的调度灵活性被大大激发了。另一方面需求侧的调度资源已不仅仅局限在单一形式的能源，出现了包括多种能源形式在内的综合需求响应，综合需求响应参与综合能源系统调度可进一步提高综合能源系统的调度灵活性。再者，储能装置可以对能量进行存储，能量的灵活充放可以满足系统的供能需求，在一定程度上满足风电出力随机的特性，平滑风电波动，减轻供能高峰期能源供应紧张的问题，有助于系统的稳定运行。还有灵活的调度策略可以降低综合能源系统的运行成本，提升新能源的消纳量。

然而，现有的综合需求响应大多仅考虑了独立的电、热负荷需求响应，并未计及可替代型负荷所引起的电、热负荷需求响应之间的相互耦合对综合能源系统调度灵活性的提升和风电消纳所带来的影响。而且现有技术采用源荷储的优化调度策略，注重提升新能源的消纳量，但却会引起火电机组和热电联产机组为增大风电消纳频繁的调整出力，不利于综合能源系统的稳定运行。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种电热综合能源系统的两阶段优化调度方法，旨在充分利用综合需求响应和储能装置的调度灵活性，提升系统的调峰能力和风电消纳率的同时平滑机组出力。

一种电热综合能源系统的两阶段优化调度方法，包括以下步骤：

步骤1：获取电热综合能源系统日前的风电预测曲线和电、热负荷预测曲线，并获取火电机组、CHP机组、地源热泵以及电、热储能装置各自的相关技术参数；

步骤2：建立综合需求响应模型；

步骤3：分别对火电机组，CHP机组，风电机组，电、热储能装置及可调区间变量进行建模；

步骤4：电热综合能源系统通过调用综合需求响应及电、热储能装置来平滑火电机组和 CHP机组出力，建立上层优化调度阶段的功率平衡关系式，并以风电出力最大为优化目标，建立上层优化调度阶段的目标函数；

步骤5：上层优化调度阶段的待优化变量进行求解；

所述上层优化调度阶段的待优化变量，包括：时间间隔为1小时的各时段的各风电机组出力，可控电、热负荷调用量，电、热可调区间变量，电、热储能装置充放量和地源热泵用电量；

步骤6：根据在上层优化调度阶段得到的火电机组和CHP机组出力总和，建立下层优化调度阶段的电、热功率平衡关系式，并以煤耗量最小为目标，建立下层优化调度阶段的目标函数；