[发明专利]考虑电热负荷需求响应的综合能源系统运行成本优化方法

说明书

本方法提出了考虑电热负荷需求响应的综合能源系统运行成本优化方法，包括构建考虑电热负荷需求响应模型以及园区微网综合能源系统模型，建立运行成本最小化目标的园区综合能源系统优化函数，通过仿真软件运算求解，得到电热负荷优化调度负荷曲线以及各单元出力曲线，表明在综合能源系统管理中考虑电热负荷综合需求响应可有效地提高能源利用效率，降低系统运行成本，提高新能源消纳能力。

技术领域

本发明涉及综合能源系统技术领域，更具体的说是涉及考虑电热负荷需求响应的综合能源系统运行成本优化方法。

背景技术

以微燃机为代表的热电联供型园区综合能源系统利用天然气进行供电供热，具有能量梯级利用效率高、运行灵活等特点，为进一步消纳风电、光伏等可再生能源提供了途径。然而目前园区综合能源系统经常出现热电供需矛盾问题，其原因在于热电联产机组参与电网调峰时，被迫低负荷运行供电进而导致供热不足的，造成热电供需矛盾。

自从在需求侧针对电负荷进行需求响应调度以来，如实行峰谷电价等，在削峰填谷、消纳新能源、提高负荷率等方面取得了不错的效果。实际上热负荷有着较强的柔性调节能力，考虑到热用户对供热舒适度的感知具有一定的模糊性以及热网在传输热负荷过程中具有很大的热惯性，热负荷也能够向电负荷进行同样的需求侧的响应调度，提高园区综合能源系统消纳清洁能源的能力。伴随电热耦合程度逐渐加深，热力需求响应的调度价值也越来越得到体现。

因此，考虑电热负荷需求响应的综合能源系统运行成本优化方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了考虑电热负荷需求响应的综合能源系统运行成本优化方法

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

考虑电热负荷需求响应的综合能源系统运行成本优化方法，包括以下步骤：

S1.构建电热负荷需求响应模型与园区综合能源系统模型；其中，所述电热负荷需求响应模型包括电力负荷需求响应模型和热力负荷需求响应模型，所述园区综合能源系统模型具体包括能源出力设备模型、能源储存设备模型；

S2.确定以园区综合能源系统综合运行成本最小为目标函数F，构建约束条件；其中，所述目标函数中包括：热电联燃气轮机产消耗天然气的成本、燃气锅炉消耗天然气的成本、向电网购电成本、新能源弃用成本和各设备单元的运行维护成本，所述约束条件包括：电功率平衡、园区机组出力上下限、储能装置，联络线交互功率、可控机组机组爬坡、热力需求响应供热平衡和微燃机热电比；

S3.参数设定及输入变量的输入，根据所述目标函数进行相关计算，得到考虑电热负荷需求响应的综合能源优化配置结果，分析考虑电热负荷综合响应需求的园区综合能源系统带来的优化效果，从而实现对园区综合能源系统的优化调度过程。

优选的，S1中所述电力负荷需求响应模型为：

式中，Q_E,t为响应后用户t时段的用电量，Q_t为优化前t时段的电量；ΔQ_t为用户价格型需求响应后调整可控负荷用电状态所得的t时段的电量变化量；Δp_t为优化后t时段的电价变化量；

电力负荷需求弹性系数η为：

需求侧电量电价弹性矩阵E为：

式中，η_ii表示自弹性系数；η_ij表示交叉弹性系数；i和j分别表示第i和第j个时段；其中Δq为电量q的相对增量；Δp为电价p的相对增量。