考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法，以能量母线模型构建园区型综合能源系统模型；考虑园区电、气负荷需求的可转移特性，基于需求价格弹性方法建立综合需求响应策略；提出考虑电气联合价格引导机制的园区综合能源系统日前优化调度策略，通过粒子群算法结合混合整数线性规划的双层优化算法进行分层迭代计算，能源运营商以优化计算所得的实时电价与分时气价引导园区改进调度计划、调整用能方式。本发明专利技术可在保障园区用能经济性的基础上挖掘其响应潜力，对园区与电网间联络线交互功率进行“削峰填谷”，具有高效配置系统资源，提高系统整体经济性等优点。性等优点。性等优点。

【技术实现步骤摘要】
考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统
，特别的涉及一种考虑电气联合价格引导机制的园区综合能源系统日前优化调度方法。

技术介绍

[0002]综合能源系统是一种以电力系统为核心，以互联网及通信技术为基础，以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、交通网络等其他系统紧密耦合而形成的多能网流系统；以电能、天然气等能源的市场化为依托，旨在实现能源资源的优化配置。而需求响应(demand response,DR)机制可有效整合供给侧和需求侧能源资源，是当前能源互联网环境下高效的优化调度方法，可以实现对用户能源消费习惯的引导从而节约资源，促进能源资源高效利用。
[0003]目前有关园区综合能源系统的优化调度方法多是从用户经济性出发对DR机制进行改进，在能源运营商与园区交互行为中缺乏对价格引导机制的考虑，未能在保证园区用能经济性的基础上充分挖掘其调度潜力，无法提高系统整体经济性。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种在能源运营商与园区综合能源系统的交互行为中考虑价格引导机制的作用，运营商通过优化能源价格信号引导园区进行优化互动，兼顾供需双侧利益并挖掘园区响应潜力，有利于提高系统整体经济性的综合能源系统优化调度方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，先在能源运营商与园区的交互行为中建立以实时电价、分时气价及园区内的负荷需求为决策变量的价格引导优化调度模型，该模型包括如下约束：
[0007]实时电价的上下限约束：
[0008][0009]式中：为t时段用电量对当前电价的响应，为t时段实时电价上限，为t时段实时电价下限，为实时电价，为电能成本；f
move
为负荷最大可移出水平，为园区用电量；p
t
为t时段电价，q
t
为t时段用电量，Δq
t
为t时段用电量q
t
的变化量，Δp
t
为t时段电价p
t
的变化量；
[0010]分时气价的上下限约束：
[0011][0012]式中：为t时段用气量对当前天然气价格的响应，为t时段分时气价上限，为t时段分时气价下限，为分时气价，为天然气成本；为园区用气量；g
t
为t时段天然气价格，r
t
为t时段用气量，Δr
t
为t时段用气量r
t
的变化量，Δg
t
为t时段天然气价格g
t
的变化量；
[0013]天然气峰谷价格比约束：
[0014]K1≤prc
p
/prc
v
≤K2[0015]prc
p
和prc
v
分别为峰、谷时的天然气分时气价，K1和K2分别为天然气最大、最小峰谷气价比；
[0016]用户侧购能总费用约束：
[0017][0018]式中：E∈{P,G}，P和G分别为电和天然气，为引导购能情景下实时电价和分时气价；为原始情景下的实时电价和分时气价；为引导购能情景下t时段向上层网络购买电能和天然气的购买量；为原始购能情景下t时段向上层网络购买电能和天然气的购买量；
[0019]联络线传输功率峰谷差约束：
[0020][0021]式中：和分别为原始购能情景和引导购能情景下园区向上层电网的购电峰值；和分别为原始购能情景和引导购能情景下园区向上层电网的购电谷值；
[0022]需求响应约束：
[0023][0024]式中：和分别为原始购能情景和引导购能情景下的负荷，为波动松弛系数，取值越趋近于零表示响应前后该类负荷总量的波动越小；
[0025]建立以需求价格弹性的需求响应模型，所述需求响应模型包括：
[0026]电能需求响应模型：
[0027][0028]式中：表示i时段用电量对j时段电价的响应，i和j的取值为1～n，E
e
为电量电价弹性矩阵；
[0029]天然气需求响应模型：
[0030][0031]式中：表示i时段用气量对j时段天然气价格的响应，i和j的取值为1～n，E
g
为用气量天然气价格弹性矩阵；
[0032]采用粒子群结合混合整数线性规划的双层优化算法对价格引导日前优化调度模型进行求解，具体步骤如下：
[0033]S1、以实时电价的上下限约束、分时气价的上下限约束和天然气峰谷价格比约束生成能源价格粒子，将价格粒子分别代入所述需求响应模型，计算引导购能作用下的负荷；
[0034]S2、考虑引导购能作用下的负荷与原始情景下的负荷变化量之比是否满足需求响应约束，若满足，将当前能源价格粒子作为输入进行后续步骤，否则，重复步骤S1；
[0035]S3、以园区购能经济性为目标函数，采用混合整数线性规划求解用户侧日内调度计划与购能成本；
[0036]S4、计算用户侧购能总费用和联络线传输功率峰谷差，若分别满足用户侧购能总费用约束和联络线传输功率峰谷差约束，则输出并记录可行解，继续后续步骤，否则，重复步骤S1；
[0037]以求解出的实时电价和分时气价对园区综合能源系统的调度进行引导。
[0038]进一步的，在满足园区用能需求、供需平衡的基础上进行经济调度，其目标函数为：
[0039][0040]式中：E∈{P,G}，P和G分别为电和天然气，为实时电价或分时气价；为园区在t时段向上层网络购买电能或天然气的购买量。
[0041]进一步的，所述能源价格粒子包括实时电价和分时气价。
[0042]综上所述，本专利技术能够在保障园区用能经济性的基础上挖掘其响应潜力，对园区与电网间联络线交互功率进行“削峰填谷”，具有高效配置系统资源，提高系统整体经济性等优点。
附图说明
[0043]图1为园区综合能源结构示意图。
[0044]图2为价格引导优化调度示意图。
[0045]图3为价格引导优化调度求解流程图。
[0046]图4为实时电价引导购电图。
[0047]图5为分时气价引导购气图。
[0048]图6为电母线供需平衡图。
[0049]图7为气母线供需平衡图。
[0050]图8为热母线供需平衡图。
[0051]图9为冷母线供需平衡图。
[0052]图10为烟气母线供需平衡图。
[0053]图11为本实施例的算例中各时段下各负荷的数据。
具体实施方式
[0054]下面结合一种考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法对本专利技术作进一步的详细说明。
[0055]一种考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法，本实施例从园区响应潜力、供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑电气联合价格引导机制的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，先在能源运营商与园区的交互行为中建立以实时电价、分时气价及园区内的负荷需求为决策变量的价格引导优化调度模型，该模型包括如下约束：实时电价的上下限约束：式中：为t时段用电量对当前电价的响应，为t时段实时电价上限，为t时段实时电价下限，为实时电价，为电能成本；f
move
为负荷最大可移动水平，为园区用电量；p
t
为t时段电价，q
t
为t时段用电量，Δq
t
为t时段用电量q
t
的变化量，Δp
t
为t时段电价p
t
的变化量；分时气价的上下限约束：式中：为t时段用气量对当前天然气价格的响应，为t时段分时气价上限，为t时段分时气价下限，为分时气价，为天然气成本；为园区用气量；g
t
为t时段天然气价格，r
t
为t时段用气量，Δr
t
为t时段用气量r
t
的变化量，Δg
t
为t时段天然气价格g
t
的变化量；天然气峰谷价格比约束：K1≤prc
p
prc
v
≤K2prc
p
和prc
v
分别为峰、谷时的天然气分时气价，K1和K2分别为天然气最大、最小峰谷气价比；用户侧购能总费用约束：式中：E∈{P,G}，P和G分别为电和天然气，为引导购能情景下实时电价和分时气价；为原始情景下的实时电价和分时气价；为引导购能情景下t时段向上层网络购买电能和天然气的购买量；为原始购能情景下t时段向上层网络购买电能和天然气的购买量；联络线传输功率峰谷差约束：
式中：和分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖宗毅，郑银，陈兴鹏，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：