一种考虑电热需求响应的风储联合供热系统优化调度策略.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113852139A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111150788.0(22)申请日2021.09.29(71)申请人国网上海市电力公司地址200122上海市浦东新区源深路1122号(72)发明人卫思明窦真兰李越(74)专利代理机构上海兆丰知识产权代理事务所(有限合伙)31241代理人章蔚强(51)Int.Cl.H02J3/46(2006.01)H02J3/14(2006.01)F24D19/10(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种考虑电热需求响应的风储联合供热系统优化调度策略(57)摘要本发明公开了一种考虑电热综合需求响应的风储联合供热系统优化调度策略，包括：1)基于峰谷分时电价，构建需求侧电价响应模型，研究电力负荷价格型需求响应；2)考虑居民供暖舒适度模糊性的特点，对热力负荷需求响应进行建模；3)考虑电热综合需求响应，在供应侧计及储热和储电，引入蓄热式电锅炉和锂电池储能，构建风储联合供热系统优化调度模型，以系统风电消纳量最大为目标决策风电机组、蓄热式电锅炉以及锂电池储能实时出力。本发明所提出的优化调度策略有助于供热系统需求侧负荷分布的优化，降低系统负荷峰谷差，提高系统在谷时段消纳风电的能力，提升供热系统的经济效益和环境效益。CN113852139ACN113852139A权利要求书1/3页1.一种考虑电热需求响应的风储联合供热系统优化调度策略，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于峰谷分时电价，构建需求侧电价响应模型，研究电力负荷价格型需求响应；步骤2，考虑居民供暖舒适度模糊性的特点，对热力负荷需求响应进行建模，研究热力负荷需求响应；步骤3，考虑电热综合需求响应，在供应侧计及储热和储电，引入蓄热式电锅炉和锂电池储能，构建风储联合供热系统优化调度模型，以系统风电消纳量最大为目标决策风电机组、蓄热式电锅炉以及锂电池储能的实时出力。2.根据权利要求1所述的一种考虑电热需求响应的风储联合供热系统优化调度策略，其特征在于，所述步骤1具体为：选取峰谷分时电价TOU作为研究对象，首先假设在所研究的供热区域内用户类别固定，且输电线路的电压等级一定，线损率一定，得到在TOU实施前，用户在各时段用电需求与区域电源上网有功功率间满足：p0load,t＝D0t/(1‑k)式中，D0t为区域内用户在t时段的用电需求，k为输电线路的综合线损率；电力负荷变化的幅度与电价变化的幅度之间满足以下关系：est＝(ΔDs/D0s)/(ΔPt/P0t)式中，est表示用户的需求弹性，代表t时段电价发生变化对s时段的用电需求的影响，ΔDs为s时段的用电负荷变化幅度，ΔPt为实施TOU之后t时段的电价调整幅度，P0t为实施TOU之前t时段的电价水平；将用电时段划分为峰、平、谷3个时段，则用户需求弹性矩阵为：结合需求弹性关系式，可以推导得到实施TOU之后峰、平、谷各个时段的用电需求为式中，Dp、Df、Dv为实施TOU后峰时段、平时段、谷时段的用电需求，D0p、D0f、D0v为实施TOU前峰时段、平时段以及谷时段的用电需求，基于上述分析，可以得到在实施TOU电价机制之后各时段的用电需求与区域电源上网有功功率间满足pload,t＝Dt/(1‑k)。3.根据权利要求1所述的考虑电热需求响应的风储联合供热系统优化调度策略，其特征在于，所述步骤2具体为：采用一阶热力学模型对建筑物热功率与室内温度变化进行描述，即2CN113852139A权利要求书2/3页式中，分别为t时刻的室内温度和室外温度，C、R分别为建筑物的等效热容和等效热阻，pinh(t)为t时段建筑物注入热功率，N为等效建筑物个数；设定不考虑热负荷需求响应时建筑物室温恒定为考虑供热舒适度模糊性后建筑物室内温度在用户不敏感温度区域内变化，室内温度变化范围为4.根据权利要求1所述的考虑电热需求响应的风储联合供热系统优化调度策略，其特征在于，所述步骤3具体为：构建风储联合供热系统优化调度模型，以系统风电消纳量最大为优化目标，目标函数为式中，T为划分的时段数，pwg,t为t时段风电场的实际出力；约束条件包括(1)电功率平衡约束为：式中，ξw为风电场的厂用电率，pload,t为计及电价需求响应之后得到的t时段的用电负荷，表示电储能系统在t时段的充电功率；为电储能系统在t时段的放电功率，preh,t为蓄热式电锅炉直接供热功率，pstor,t为蓄热罐的耗电功率，其值为正，表示蓄热罐蓄热，其值为负，表示蓄热罐放热；(2)热负荷平衡约束为：(3)风电实时出力约束为：0≤pwg,t≤pw_pre,t式中，pw_pre,t为结合当地风力资源得到在一定地区内可发风电功率；(4)蓄热式电锅炉运行约束(4.