一种考虑综合需求响应的综合能源系统优化运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑综合需求响应的工业综合能源系统优化运行方法，首先，获取该工业用户运行日当天的短期多元用能需求和能源网络购能情况的预测曲线；其次，对工业综合能源系统的冷、热、电、气能量转换设备及能流耦合进行建模分析，建立能量耦合模型；再次，研究工业用户参与综合需求响应的冷、热、电用能需求特性，据此建立响应需求的数学模型；接着将工业综合能源系统的优化问题抽象为混合整数线性规划问题，采用MATLAB的yalmip平台，调用Cplex求解工具进行运行优化求解；最后结合用户的实际情况，得出该工业综合能源系统的经济最优运行方式，为管理者制定运行策略提供依据。本发明专利技术能够实现工业用户运行成本节约，并引导其参与城市综合需求响应。引导其参与城市综合需求响应。引导其参与城市综合需求响应。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑综合需求响应的综合能源系统优化运行方法


[0001]本专利技术属于综合能源领域的运行优化方法领域，具体涉及一种考虑综合需求响应的工业综合能源系统优化运行方法。

技术介绍

[0002]电力行业作为国民经济的有力支撑，经历了长期的建设与发展。如今，用能需求增长与电网扩容困难之间的矛盾将长期存在，在考虑季节与日内负荷特性时矛盾愈发尖锐。若在现有电源侧和输配电网络的基础上进行大规模扩容，以保证年用电高峰所在的数天内电网得以稳定运行，不仅工程成本昂贵，而且从全年输配电网络运行的角度来看资源利用率低，因此需要一种可以缓解短期内负荷增长与扩容困难矛盾的方法。需求响应为上述电网发展问题给出了可行解。用户通过参与需求响应与电网双向互动，缓解电力供应紧张矛盾，降低电力系统峰谷差。随着负荷态势感知技术逐渐成熟，需求侧可以参与调峰、调频、辅助服务及新能源消纳，负荷侧由单方面削峰填谷的管理方式转变为与需求侧的双向互动。
[0003]工业用户负荷因其用能需求大的特点，具有较大的需求响应潜力。现代的工业园区的能流复杂，且在能量的生产、转换、存储、利用等各个环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑综合需求响应的工业综合能源系统优化运行方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：获取工业用户运行日当天的短期多元用能需求和能源网络购能情况的预测曲线；步骤2：对工业综合能源系统的冷、热、电、气能量转换设备及能流耦合进行建模分析，建立能量耦合模型；步骤3：根据工业用户参与综合需求响应的冷、热、电用能需求特性和综合需求响应，建立具体工业用户补偿方式，并据此建立响应需求的数学模型；步骤4：将工业综合能源系统的优化问题整合为混合整数线性规划问题，以经济性最优建立优化的目标函数，建立能流与设备的约束条件，采用MATLAB的yalmip平台，调用Cplex求解工具进行运行优化求解；步骤5：最后结合用户的实际情况，得出该工业综合能源系统的经济最优运行方式，为管理者制定运行策略提供依据。2.根据权利要求1所述的一种考虑综合需求响应的工业综合能源系统优化运行方法，其特征在于：步骤1中，工业用户运行日当天的短期多元用能需求包括用冷需求、用热需求和用电需求，能源网络购能情况为从电网的购电功率。3.根据权利要求1所述的一种考虑综合需求响应的工业综合能源系统优化运行方法，其特征在于：步骤2中，工业综合能源系统的冷、热、电、气能量转换设备包括：冷热电三联供机组、燃气锅炉、储热罐及电制冷机组，其中，冷热电三联供机组包括：燃气轮机发电机、余热回收锅炉和吸收式制冷机；对于各设备，有以下设备模型，(1)冷热电三联供机组CCHP：(1)冷热电三联供机组CCHP：P
GT,h
(t)＝P
WHB,h
(t)+P
LR,h
(t)P
CCHP,c
(t)＝u
CCHP
(t)
×
P
LR,h
(t)
×
COP
LR
P
CCHP,h
(t)＝u
CCHP
(t)
×
P
WHB,in,h
(t)
×
η
WHB
F
CCHP,g
(t)为t时段CCHP机组天然气消耗速率，m3/h；u
CCHP
(t)为反映t时段CCHP机组启停状态的0
‑
1变量，1表示开机，0表示停机；P
CCHP,e
(t)为t时段CCHP机组的输出电功率，kW；P
GT,h
(t)为t时段GT产生的热功率,kW；LHV为天然气的低热值，取9.7kWh/Nm3；η
GT,e
为CCHP机组中燃气轮机发电机的发电效率；η
GT,loss
为燃气轮机发电机的热能自耗散率；P
WHB,h
(t)为t时段CCHP机组中余热锅炉输入热功率，kW；P
CCHP,h
(t)为t时段CCHP机组输出热功率，kW；P
LR,h
(t)为溴化锂制冷机组从燃气轮机吸收的热功率，kW；COP
LR
为LR的热冷转换效率；P
CCHP,c
(t)为CCHP机组输出冷功率，kW；η
WHB
为WHB的热效率；(2)燃气锅炉：P
GB,h
(t)＝u
GB
(t)
·
F
GB,g
(t)
·
LHV
·
COP
GB
式中，P
GB,h
(t)为t时段燃气锅炉的发热功率，kW；u
GB
(t)为反映燃气锅炉t时段启停状态的0
‑
1变量，1表示开机，0表示停机；F
GB,g
为t时段燃气锅炉天然气消耗速率，m3/h；COP
GB
为燃气锅炉的制热系数；(3)电制冷：P
ER,c
(t)＝P
ER,e
(t)
×
COP
ER
式中，P
ER,e
(t)为t时段电制冷机组消耗电功率，kW；P
ER,c
(t)为t时段生产冷能功率，kW；COP
ER
为制冷系数；(4)储热罐：、式中，S
TST,h
(t)为t时段储热罐的储热量，kWh；k
TST,loss
为储热罐的热损失系数；P
TST,h,ch
(t)和P
TST,h,disc
(t)分别为t时段储热罐的充、放热功率，kW；η
TST,ch
和η
TST,disc
分别为储热罐的充放电效率。4.根据权利要求1所述的一种考虑综合需求响应的工业综合能源系统优化运行方法，其特征在于：如步骤3中所述，将工业用户可参与响应的用能需求分为可削减用能需求和可转移用能需求，工业用户参与基于激励的综合响应，在协议规定时段对电网的削峰指令做出响应，成功响应的功率为不参与响应时用户预测网购电功率与用户实际网购电功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李越，窦真兰，蔡秀花，马佳妮，卫思明，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：