一种热电气耦合园区的综合需求响应方法技术

本发明专利技术公开了一种热电气耦合园区的综合需求响应方法，首先根据用能类型不同，将参与需求响应的工业用户分为传统单一型、双能耦合型和多能灵活型，通过分析各类用户的响应特性，建立需求响应模型；其次对工业园区运营商拥有的各类设备进行建模；最后，根据工业园区运营商与上级电网的互动流程，建立响应上级电网调峰需求的热电气耦合园区运营商综合需求响应模型，以园区运营商对上级电网调峰需求的响应率、可再生能源消纳率和园区运营商总收益最大为目标函数，考虑多种约束条件，通过协调园区内各设备的出力以及各类工业用户的综合需求响应，得到能够完全响应上级电网调峰需求的最优调度计划和各工业用户响应策略，提高园区内可再生能源消纳水平。区内可再生能源消纳水平。区内可再生能源消纳水平。

【技术实现步骤摘要】
一种热电气耦合园区的综合需求响应方法


[0001]本专利技术涉及新能源
，特别是一种热电气耦合园区的综合需求响应方法。

技术介绍

[0002]在能源互联网发展的背景下，能源耦合技术进一步提高、大量能源耦合设备涌现，使得一定区域内实现多能源耦合协调成为可能。工业园区聚集电、气、热、冷等多类型负荷，具有负荷量大、用能种类丰富等特点，是多能源集成系统的重要场景。综合能源系统作为能源互联网的物理载体，是实现电、气、热等多源互补、源
‑
网
‑
荷
‑
储各环节协调优化的新型多能源集成系统，也是未来能源系统发展的主要形式。传统以电力系统为主要能源系统的工业园区向多能互补的综合能源系统发展，可以提高工业园区的能源利用效率、在保证经济效益的同时，实现产业绿色低碳可持续发展。
[0003]工业园区向综合能源系统发展，促使用户用能需求趋于多样化，传统电力需求响应逐步向综合需求响应(Integrated Demand Response，IDR)发展。同时，用户具备更多元化的柔性负荷，可以通过调节自身资源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电气耦合园区的综合需求响应方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据用能类型不同，将工业用户分为传统单一型、双能耦合型和多能灵活型，并建立各类型工业用户的需求响应模型；建立热电气耦合园区内各个能量生产设备的能量转换模型；步骤二：建立响应上级电网调峰需求的热电气耦合园区综合需求响应模型，以园区运营商对上级电网调峰需求的响应率ζ、可再生能源消纳率ψ和园区运营商总收益作为目标函数；maxΓ＝φ1ζ+φ2ψ+φ3(R
P
‑
C)Γ表示目标值，R
P
表示售能收益，C表示总成本，φ1、φ2、φ3表示三个优先级因子，且φ1＞φ2＞φ3；以能量平衡约束、设备出力约束、联络线约束、可调度生产任务约束、各类工业用户IDR响应量约束作为约束条件；步骤三：求解所述热电气耦合园区综合需求响应模型，得到热电气耦合园区的综合需求响应方案。2.根据权利要求1所述的一种热电气耦合园区的综合需求响应方法，其特征在于，所述步骤一中，传统单一型工业用户的需求响应模型为：步骤一中，传统单一型工业用户的需求响应模型为：步骤一中，传统单一型工业用户的需求响应模型为：步骤一中，传统单一型工业用户的需求响应模型为：步骤一中，传统单一型工业用户的需求响应模型为：式中，n表示可调度生产任务索引，共有N个生产任务；t
n
表示可调度生产任务n在实际生产过程中的启动时段；与为二进制变量，表示实际生产过程中可调度生产任务n在时段t启动，表示原生产计划中可调度生产任务n在时段t处于运行状态，表示实际生产过程中可调度生产任务n在时段t处于运行状态；T表示调度周期，T
n
表示可调度生产任务n在原生产计划中的启动时段；T
n，s
表示可调度生产任务n的持续运行时间；T
n，max
和T
n，min
分别表示可调度生产任务n启动时段的上下限；L
e，t1
表示仅可调度生产任务响应后时段t的电负荷需求，L
e，n
表示可调度生产任务n的电能需求；L
e，t0
表示原生产计划中
时段t的电负荷需求。3.根据权利要求1所述的一种热电气耦合园区的综合需求响应方法，其特征在于，所述步骤一中，电热耦合型工业用户的响应模型的需求响应模型为：电热耦合型负荷模型为：式中，表示t时段因热负荷改变而导致的电负荷变化量；表示t时段的热负荷变化量；η
eh
表示热电单位的换算系数；ξ表示热电耦合系数；非需求响应时段热负荷需求：非需求响应时段热负荷需求：式中，表示时段t蒸汽驱动设备的所消耗的中品位热；表示蒸汽驱动设备低品位热回收效率；Q
h，t
表示时段t电热型工业用户的总热负荷需求；分别表示直接利用的中品位热负荷需求和低品位热负荷需求；η
d
、η
low
分别表示供热给直接用蒸汽驱动负荷、利用低品位热功率设备的转化效率；需求响应时段热负荷需求：式中，Q
hDR，t
表示响应后时段t电热型工业用户的总热负荷需求；分别表示直接利用的中品位热功率的响应变化量和回收转化为低品位热功率的变化量；需求响应时段电负荷需求为：式中，L
e，t2
表示仅电热耦合型用户响应后的时段t的的电负荷需求，L
e，t0
表示原生产计划中时段t的电负荷需求。4.根据权利要求1所述的一种热电气耦合园区的综合需求响应方法，其特征在于，所述步骤一中，电气耦合型工业用户的响应模型的需求响应模型为：电气耦合型负荷模型为：ΔL
etr，t
＝
‑
η
ge
ΔL
gtr，t
式中，ΔL
etr，t
、ΔL
gtr，t
为实际运行过程中电/气替代导致的电、气负荷增量；η
ge
表示电能和天然气的等热值转化系数；电气负荷替代率曲线表达式如下：
式中，λ
ge
表示负荷替代率，Δp
ge
表示电气价差，a
ge
、b
ge
和λ
ge，max
分别表示电气替代死区阈值、饱和区阈值及最大电气负荷替代率；计及可替代负荷响应后的t时段拟合电负荷和气负荷表示为：L
e，t3
＝L
e，t0
‑
λ
ge
L
e，t0
+ΔL
etr，t
L
g，t1
＝L
g，t0
+λ
ge
L
e，t0
/η
ge
+ΔL
gtr，t
式中，L
e，t3
表示仅电气耦合型用户响应后的时段t的电负荷需求，L
e，t0
表示原生产计划中时段t的电负荷需求；L
g，t1
表示仅电气耦合型用户响应后的时段t的气负荷需求，L
g，t0
表示原生产计划中时段t的气负荷需求。5.根据权利要求1所述的一种热电气耦合园区的综合需求响应方法，其特征在于，所述步骤一中，多能灵活型工业用户的响应模型的需求响应模型为：ΔL
e，t
＝ΔL
g，t
LN
G
η
e
/ΔtΔQ
h，t
＝ΔL
e，t
/ξη
eh
L
e，t4
＝L
e，t0
‑
ΔL
e，t
Q
h，t
＝Q
h，t0
‑
ΔQ
h，t
L
g，t2
＝L
g，t0
+ΔL
g，t
式中，ΔL
e，t
表示向园区购电变化量；ΔL
g，t
表示工业用户满足电能变化量所需天然气变化量；L
NG
表示天然气的低位热值；η
e
表示天然气发电效率；Δt表示时间步长；ΔQ
h，t
表示热负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王应明，曹驰健，闫梦阳，刘至纯，张雯雯，游祥，武姝凝，陆杨，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：