不确定环境下考虑综合需求响应的园区综合能源系统优化调度方法.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CN113610316A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110955504.9(22)申请日2021.08.19(71)申请人东北电力大学地址132000吉林省吉林市船营区长春路169号(72)发明人李扬王彬杨震李嘉政(74)专利代理机构成都其高专利代理事务所(特殊普通合伙)51244代理人廖曾(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书6页说明书14页附图5页(54)发明名称不确定环境下考虑综合需求响应的园区综合能源系统优化调度方法(57)摘要本发明是一种在不确定环境下考虑综合需求响应的园区综合能源系统优化调度方法，其特点是，首先，构建一种以实现最小运行成本为目标的园区综合能源系统(communityintegratedenergysystem，CIES)调度模型；然后，采用序列运算理论(sequenceoperationtheory，SOT)和线性化方法将原调度模型转化为确定性混合整数线性规划模型；最后，采用CPLEX求解器求解模型，得到全局最优解，获得CIES的最优调度方案，有效的解决了现有技术中的不足，能够有效引导用户参与需求响应，同时降低系统总运行成本，促进可再生能源的消纳，具有方法科学合理、适用性强、效果佳等优点。CN113610316ACN113610316A权利要求书1/6页1.一种在不确定环境下考虑综合需求响应的园区综合能源系统优化调度方法，其特征是，它包括以下步骤：1)构建园区综合能源系统物理模型；参见图2，风机、光伏、储能装置(energystoragedevice,ESD)、外部电网和燃气轮机(micro‑gasturbine,MT)联合为用户提供电需求，电锅炉(electricboiler,EB)、MT和储热装置(heatstoragedevice,HSD)联合为用户提供相应的热需求，外部气网和电转气装置(powertogas,P2G)联合为用户提供相应的天然气需求。2)建立考虑电‑气‑热柔性负荷和电动汽车的综合需求响应机制；①电力需求响应电力负荷由固定负荷和柔性负荷组成，根据需求响应的特点，电力柔性负荷分为可转移负荷和可中断负荷；a)可时移的电力负荷可时移负荷的特征是总耗电量是恒定的，并且消耗时间可灵活改变，用式(1)、式(2)描述:TSE式中，Pt是时移的电力负荷，αTSE表示可时移负荷所占比例，和是t时段可时移负荷的上下限；b)可中断电力负荷在电力供应不足或电价高的时期，用户可中断部分负荷以缓解电力供应压力，可中断负荷的相关约束用式(3)描述:EIL式中，Pt和分别是t时段中断的电力负荷及其上限值，αIE表示可中断负荷所占比例；②热需求响应将建筑热需求视为热负荷，利用暂态热平衡方程将建筑温度与热需求联系起来，采用预测平均投票指标(predictedmeanvote,PMV)来描述用户对室内温度变化的舒适体验，供热可中断负荷的相关约束为式(4):式中，是中断的热负荷，是在t时段的中断热负荷最大值。通过引入PMV来描述用户可接受的热舒适范围；式中，M为人体能量代谢率；Icl是服装的热阻；Ts是处于舒适状态的人体皮肤的平均温度；Tin,t是室内温度；室内温度变化范围是2CN113610316A权利要求书2/6页建筑物的热需求可由下式计算得到：式中，Tout,t为t时段室外温度；K为建筑物综合传热系数；F为建筑物表面积；V为建筑物体积；cair为室内空气的比热容；ρair为室内空气的密度；③天然气需求响应天然气需求响应与电力需求响应相似，天然气需求响应负荷可由下式表示：式中，和分别表示t时段可时移气负荷及其上下限，和表示t时段可中断气负荷及其上限值，αTSQ和αIQ分别为可时移气负荷和可中断气负荷所占比例；④电动汽车模型电动汽车到达充电站时间的概率密度函数为：式中，μs和σs分别为电动汽车到达充电站时间的平均值和标准差；电动汽车的日行驶里程服从正态分布，其概率密度函数为：式中，x表示电动汽车的日行驶里程，μd和σd分别为日行驶里程的平均值和标准差；根据电动汽车的行驶里程，电动汽车的初始充电状态为：式中，为电动汽车n的初始电池容量，W100表示电动汽车100公里耗能，为电动汽车额定容量；电动汽车的充电时间计算为：式中，Tn为电动汽车的充电时间，和为电动汽车的额定充电功率和效率；3CN113610316A权利要求书3/6页为了衡量IDR对用户体验的影响，设计了用户的综合满意度指标：式中，ms,t为用户的综合满意度，和Pload,t为t时段初始电力负荷和实际电力负荷，Hload,t和为t时段初始热负荷和实际热负荷，Q