基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法技术

本发明专利技术公开基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，涉及能源综合利用技术领域，包括：确立市场环境下的物理实体的用能模式；根据市场环境下的物理实体建立优化调度设备模型并确定运行优化目标；建立优化调度设备模型的约束条件；根据约束条件和运行优化目标对优化调度设备模型进行求解，获得综合能源系统需求响应的最优策略。本发明专利技术以综合能源系统的优化调度运行成本为优化目标，构建出市场环境下含多类型物理实体的优化调度模型；通过运用MATLAB及CPLEX工具箱对所提出的模型进行求解，提高系统运行的可靠性和稳定性，降低综合能源系统的经济成本，为进一步的运行调度提供依据，促进节能减排，具备良好的经济和环境效益。效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法


[0001]本专利技术涉及能源综合利用
，具体涉及基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法。

技术介绍

[0002]当前能源危机问题的日益显著，高效化、低碳化和多元化逐渐成为解决全球能源危机的关键因素。随着多种新能源的发展模式逐渐成熟，并且由于能源销售模式的改进，以单一传统能源的系统模式逐渐向着以传统能源为主，多种新能源相结合的综合能源系统转变。综合能源系统通过供应端以多种能源模式对系统整体进行供应，通过多能源的协调互补，在满足负荷用户需求供应的前提下，进一步提高能源的充分利用和系统整体的经济效益，有效提高系统运行效率和清洁能源的市场化。
[0003]现有技术中，针对惩罚性电价下能源密集型行业的多目标调度问题，提出了一种带有现场光伏发电和电池系统的混合流水车间调度问题，采用右移和速度缩放方法降低总能耗；还有以能源互联网为背景，建立系统的多能源服务商业模式设计，并从多能源服务价值层、多能源服务用户层、多能源服务设施层、多能源服务金融层等方面进行研究，以促进能源互联网的发展，实现能源效率的提高。实现多种能源服务商业模式的价值主张，构建绿色、低碳、适应气候变化的能源经济。不仅如此，随着电力市场的大力发展，需求响应(Demad Response，DR)逐渐发展成为需求侧与供应侧交易的平台资源，并且成为电力系统运营的重要途经。因此，现有大量的研究将电力系统运营的重点集中于含有DR策略的调度运行。通过鲁棒优化考虑风电不确定性，可使风电减电率最小，经济
‑
环境
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能源效益最大化，有效降低系统的能源成本和碳排放，鼓励不同主体参与系统的整体协调优化运行。在兼顾调峰补偿收入和节煤收入的条件下，提出了一种以最小运行成本参与电网辅助调峰的储能协同优化控制方法。以系统净利润最大化为目标，建立了储能参与电网辅助调峰的容量优化分配模型。采用人工蜂群(ABC)算法和粒子群优化(PSO)算法对模型进行求解，得到了最优的储能容量分配；为了应对DR和REG不确定性的影响，采用基于随机规划的风险厌恶最优调度模型，通过输电网络(TN)和主动配电网(ADNs)的协调来降低购电成本和潜在的风险成本；此外，随着电力市场的发展，需求响应逐渐向供方平等甚至优先的方向转变系统资源，成为经济调度经营者的重要手段，因此，在IES的调度与规划中考虑了DR，构建了基于实时电价的考虑DR的综合能源系统的最优调度模型，分析了调度节点上的价格不确定性果的效果。碳交易机制被认为是有效减少碳排放量的措施之一，尽量减少系统运行成本和污染以物质排放为目标，构建了考虑容灾的微电网优化调度模型。
[0004]现有技术中，将夜间谷地时段的电量与白天高峰时段的热电联产机组与风力发电机组相结合，会带来较好的经济效益和较高的能源效率。然而上网电价以及不协调的电、热负荷都对实时运行策略有显著影响，使得市场环境下的能源效率和经济效益低下，为此解决混合光伏型热电联产微电网中经济性和能量分配影响迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术存在的不足，本专利技术采用基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法。本专利技术根据需求响应的策略结合可再生资源发电情况，以系统整体调度运行成本最低为优化目标，构建市场环境下含多类型物理实体的优化调度模型，用以定量分析DR策略对系统运行经济效益的影响。
[0006]本专利技术提出的技术方案为：
[0007]基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，包括：
[0008]确立市场环境下的物理实体的用能模式；
[0009]根据市场环境下的物理实体建立优化调度设备模型并确定运行优化目标；
[0010]建立优化调度设备模型的约束条件；
[0011]根据约束条件和运行优化目标对优化调度设备模型进行求解，获得综合能源系统需求响应的最优策略。
[0012]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述确立市场环境下的物理实体的用能模式，具体包括：光伏机组、风能机组、燃气轮机、燃气锅炉、蓄电池、蓄热槽和电热转换设备。
[0013]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述根据市场环境下的物理实体建立优化调度设备模型并确定运行优化目标；具体包括：
[0014]根据燃气轮机模型、DR模型中价格和激励策略，以综合能源系统的优化调度运行成本最小化为优化目标，构建市场环境下的物理实体的优化调度模型。
[0015]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述燃气轮机模型，具体包括：
[0016]所述燃气轮机模型能够进行电能量与气的转化，是电能补充的重要设备，其消耗的天然气功率和输出的电功率之间的关系式如下：
[0017][0018]公式中：然气轮机输出的发电功率，为燃气轮机的转换效率，q
gas
为天然气热值，为燃气轮机的天然气消耗功率。
[0019]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述天然气热值为9.7kW
·
h/m3。
[0020]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述DR模型的价格和激励策略包括：
[0021]价格型DR措施与激励型DR措施，价格型DR措施通过电价变化来引导负载用户调整用电方式，在原有的DR策略的基础上给予负荷用户额外的补偿，来实现削峰填谷的目标；其公式如下：
[0022][0023]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述建立优化调度设备模型的运行优化目标；具体包括：
[0024]优化调度设备模型的运行优化目标为系统运行成本最小化，如下式所示：
[0025]minf＝C1+C2+C3‑
R
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0026]式中：C1为能源购买的成本，c2为运行维护的成本，c3为实施成本，c4为售电收益；
[0027]其中，能源购买的成本：
[0028][0029]式中：为t时刻的电力价格，为t时刻的天然气的价格，为t时刻电网购买电量，其中
[0030]运行维护的成本：
[0031][0032]式中：δ
n
为第n个输出功率设备的维修费用，为第n个输出功率设备的输出功率；
[0033]实施成本：
[0034][0035]式中：inc
t
和pen
t
分别为激励与惩罚系数，Δq
t
为价格变动为Δr
t
时的负荷变量，为DR约定值：
[0036]售电收益：
[0037][0038]式中：为第t时刻第m类型负荷用户的电价；为第t时刻第m类型负荷用户的用电量。
[0039]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述建立优化调度设备模型的约束条件，包括：
[0040]功率平衡约束表示为：
[0041][0042]风光机组出力约束为：
[0043][0044][0045]联络线约束：
[0046][0047]式中：和分别为电网交互功率最大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，其特征在于，包括：确立市场环境下的物理实体的用能模式；根据市场环境下的物理实体建立优化调度设备模型并确定运行优化目标；建立优化调度设备模型的约束条件；根据约束条件和运行优化目标对优化调度设备模型进行求解，获得综合能源系统需求响应的最优策略。2.根据权利要求1所述的基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，其特征在于，的所述确立市场环境下的物理实体的用能模式，具体包括：光伏机组、风能机组、燃气轮机、燃气锅炉、蓄电池、蓄热槽和电热转换设备。3.根据权利要求1所述的基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，其特征在于，所述根据市场环境下的物理实体建立优化调度设备模型并确定运行优化目标；具体包括：根据燃气轮机模型、DR模型中价格和激励策略，以综合能源系统的优化调度运行成本最小化为优化目标，构建市场环境下的物理实体的优化调度模型。4.根据权利要求3所述的基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，其特征在于，所述燃气轮机模型，具体包括：所述燃气轮机模型能够进行电能量与气的转化，是电能补充的重要设备，其消耗的天然气功率和输出的电功率之间的关系式如下：公式中：燃气轮机输出的发电功率，为燃气轮机的转换效率，q
gas
为天然气热值，为燃气轮机的天然气消耗功率。5.根据权利要求4所述的基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，其特征在于，所述天然气热值为9.7kW
·
h/m3。6.根据权利要求3所述的基于市场环境下的多类型物理实体能源优化调度方法，其特征在于，所述DR模型的价格和激励策略包括：价格型DR措施与激励型DR措施，价格型DR措施通过电价变化来引导负载用户调整用电方式，在原有的DR策略的基础上给予负荷用户额外的补偿，来实现削峰填谷的目标；其公式如下：7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁少伟，李宇翔，李长军，张怀德，朱正印，付申杰，黄兆浩，朱疆生，毕素玲，彭建，马龙，张贝，朱庆，
申请(专利权)人：南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：