一种计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法.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CN114118609A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111469785.3G06Q10/06(2012.01)(22)申请日2021.12.03G06Q30/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)(71)申请人国网辽宁省电力有限公司营口供电G06N3/12(2006.01)公司地址115000辽宁省营口市站前区渤海大街东40号申请人国家电网有限公司(72)发明人郭维一王家同王志宏韩明彤郭健楠李淼李琳宋美奇高鹤鸣陈诗琪曲薪颖张悦(74)专利代理机构沈阳晨创科技专利代理有限责任公司21001代理人张晨(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)权利要求书1页说明书10页附图2页(54)发明名称一种计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法(57)摘要本发明提出了一种计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法，建立了双层优化模型解决这一难题，上层以供能侧收益最大化为目标，制定能量供给单价；下层目标即为用户用能满意度最大为目标，计算各时刻的用能量；对三类用户负荷进行了详细地仿真分析，对比了供能侧不考虑用户互动，采取固定的供能价格与供能侧考虑用户互动，采取浮动的供能价格时，两者对用户用能满意度、供能侧收益的情况；分析了在本发明模式下，用户用能策略的变化以及供能侧供能策略变化的原因，以及用户用能偏好对供能侧收益的影响；给出了对于用户用能满意度和供能侧收益的提升都表现更优的数据结论。CN114118609ACN114118609A权利要求书1/1页1.一种计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法，其特征在于：考虑用户互动的综合能源系统结构：考虑用户互动的综合能源系统将受EMS调控的用户与供能商运营的供能站视为统一整体；供能商通过对供能站内供能设备的优化出力调度，在满足用户负荷需求的同时，赚取供能收益；用户的EMS系统将根据实时冷、热、电能源单价，自动优化选择各时刻的购能组合；因此，改变能量单价将对供能商的售能量产生影响，从而影响最终的收益，在本发明所构建的供能体系中，考虑供能商可在一定范围内对各类能量单价进行调整，以达到刺激用户能量消费，增加总收益的目的；供能站通过信息中心发布每个时刻的能量单价，用户EMS系统接收价格信息并结合用户用能需求编制用能计划，并将计划上报供能站，供能站则根据EMS系统上报的负荷信息结合自身供能设备状态编制生产计划；EMS系统以用户用能满意度最大为目标编制优化用能计划，为量化用户的用能满意度，则需构造用户用能效用的数学模型。2.根据权利要求1所述的计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法，其特征在于：考虑用户用能行为的供能系统优化运行模型处理：综合能源系统框架下的供能站能够为负荷用户提供电、热、冷等多种能源形式，供能站本身以CHP机组为核心，辅以多种能量转化设备以满足不同的能源负荷，供能站中除CHP机组外，包含变压器、燃气锅炉、热泵、吸收式制冷机；以下对设备进行分别建模：电力变压器在供能站中的作用主要是与电网进行能量交互，供能站任何时刻从电网的购电量不能超过变压器的限制。3.根据权利要求1所述的计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法，其特征在于：计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法：当供能站作为优化目标时，以确定的负荷场景为前提；而对于供能站每个时刻给出的能源价格信息，负荷EMS计算得出的用能量又将改变供能站的供能负荷；构建了双层优化模型，上层供能站总收益最大化为目标，计算各个时刻中，使供能站总收益达到最大的各种能源的最优单价，能量单价的计算采用遗传算法，初始值在某一范围内随机生成并传递至下层；下层以用户用能满意度最大为目标，计算各个时刻中，使用户满意度最大的各种能量购入量，下层优化是一个二次规划模型，利用Matlab中Yalmips工具箱联合Gurobi求解器进行求解，将解得的能量购入量传回上层形成新的供能场景，利用遗传算法迭代。4.根据权利要求3所述的计及能源市场交易的综合能源系统优化运行方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)首先输入上、下层优化的初始信息：上层优化初始信息包括供能站设备信息及参数，燃气价格、电网电价信息等；下层初始信息包括用户效用函数，用户必要的用能下限及用能上限等；(2)上层优化生成能量单价初始种群并传递至下层进行用户EMS能量优化；(3)下层优化得到当前能量单价下的用能计划，并传递回上层；(4)上层结合下层的用能计划和能量单价，以式(25)为优化目标，优化得出供能站各个供能设备的各时段出力；(5)重复步骤(2)‑(4)直至遗传算法收敛，输出供能站的最大收益和此情景下的供能单价，用户的用能满意度和用能量等信息。2CN114118609A说明书