基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法技术

本发明专利技术涉及基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法，方法包括以下步骤：步骤1：构建考虑多能耦合关系的园区综合能源技术优化配置；步骤2：建立基于标签的综合能源系统多主体协同低碳经济运行技术；步骤3：构建考虑跨品类能源的综合需求响应协同优化模型；本发明专利技术具有考虑多能耦合优化配置、基于标签多主体协同、考虑综合需求响应协同的优点。考虑综合需求响应协同的优点。考虑综合需求响应协同的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法


[0001]本专利技术属于能源
，具体涉及基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法。

技术介绍

[0002]目前，综合能源市场改革处于起步阶段，而电力市场发展比较成熟，与电力市场对比，综合能源市场具有更多类别的主体，更分散的交易过程以及更紧密的耦合关系，为适应园区综合能源系统的发展需求，目前还存在几个方面的关键瓶颈问题：一是对于综合能源技术的适应性不明确，制约了定制化综合能源业务的开展，难以形成高效优化配置；二是综合能源系统多主体协同低碳经济运行技术缺乏，难以发挥综合能源系统调节能力，与电力系统整体运行形成互动补充，达到整体社会福利最大化；三是缺乏营销业务驱动的商业模式，不利于园区综合能源业务的可持续发展；因此，提供一种考虑多能耦合优化配置、基于标签多主体协同、考虑综合需求响应协同的基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法是非常有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种考虑多能耦合优化配置、基于标签多主体协同、考虑综本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：步骤1：构建考虑多能耦合关系的园区综合能源技术优化配置；步骤2：建立基于标签的综合能源系统多主体协同低碳经济运行技术；步骤3：构建考虑跨品类能源的综合需求响应协同优化模型。2.如权利要求1所述的基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法，其特征在于：所述的步骤1中的构建考虑多能耦合关系的园区综合能源技术优化配置具体包括以下步骤：步骤1.1：基于画像标签映射的园区综合能源技术约束集构建：园区综合能源技术包括太阳能发电、热泵、电蓄热、电动汽车，冷热电三联供五种典型综合能源技术；步骤1.2：考虑多类能源独立与互斥关系的综合能源技术经济性测算；步骤1.3：面向园区的综合能源技术模型参数及优化配置方案。3.如权利要求2所述的基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法，其特征在于：所述的步骤1.2中的考虑多类能源独立与互斥关系的综合能源技术经济性测算具体为：按照是否考虑投资资金的时间价值，分为以贴现现金流为主的动态分析法和非贴现现金流的静态分析法；
①
静态分析法不采用折现方式处理数据，评价指标有总投资收益率ROI、资本金净利润率ROE；其中ROI是指开始盈利时，正常年份的税前利润与总投资TI的比率，反映总投资的盈利水平：式中，EBIT为运营期内平均税前利润；ROE通过达到正常盈利后，年净利润或运营期内的年平均净利润与资本金EC的比率，从资本金的角度反映盈利状况：式中，NP为年净利润或运营期内的年平均净利润；EC为投资中由投资者认缴的出资额；
②
动态评级法考虑资金的时间价值，在确定现金流入和流出的基础上，编制现金流量表，通过一定的折现率折现，动态评价指标有净现值和内部收益率；其中净现值是按照一定的折现率估算净现金流量的现值之和，当综合能源服务按照设定的折现率计算得到的财务净现值大于或等于0时，具有可接受性；净现值为：式中，i
c
为设定的折现率；(CI
‑
CO)
t
为t期的净现金流；n为项目计算期；内部收益率指的是在项目全部的计算期内，使得综合能源投资方案的净现金流量累计之和等于0时的折现率，反映投资支出所能获得的最大投资收益率，即最大的盈利能力，用于评判接受贷款利率的最高临界点，内部收益率为：4.如权利要求2所述的基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法，其特征在于：所述的步骤1.3中的面向园区的综合能源技术模型参数及优化配置方案具体包括以下步骤：步骤1.31：目标函数：通过制冷季典型日、制热季典型日和过渡季典型日全年三个典型日描述一年内系统的用能需求，并以最大化系统一年内的运行利润为目标，优化配置系统内各设备的安装容量；其中系统内的用能需求包括常规电力负荷、热负荷、冷负荷和电动汽
车充电负荷；拟投资设备包括冷热电联产设备CCHP、热泵HP、电蓄热设备EHS和光伏电站PV；目标函数为：max SY＝B
pro
‑
C
inv
‑
C
op
(5)，式中，SY为系统一年的运行利润；B
pro
、C
inv
、C
op
分别为系统一年内的运行收入、投资成本和运行成本；系统运行收入包括售电、售热、售冷和汽车充电负荷收入；运行成本包含购气成本、汽车馈电成本、购电成本和弃光成本，即：车充电负荷收入；运行成本包含购气成本、汽车馈电成本、购电成本和弃光成本，即：车充电负荷收入；运行成本包含购气成本、汽车馈电成本、购电成本和弃光成本，即：式中，Num
d
为典型日天数；p
ele
、p
heat
、p
cool
分别为售电、售热和售冷价格；IR为投资年利率；Lf
ω
为设备寿命；Cap
ω
、Uinv
ω
分别为设备投资容量、设备单位投资成本；p
gas
、VOSL分别为购气价格、购电价格和单位弃光成本；分别为CCHP耗气量、电网购电量、弃光量、单台电动汽车充电功率和放电功率；步骤1.32：设备建模包括CCHP、热泵HP、电蓄热设备EHS以及光伏电站PV；其中
①
CCHP：CCHP系统中包含燃气轮机和余热吸收式冷暖机；燃气轮机工作温度较高，在发电的同时，可通过余热吸收式冷暖机将高温烟气、缸套冷却水中的热量回收利用，以提高综合能源利用效率；CCHP的产能量与消耗燃气量呈线性关系，即：效率；CCHP的产能量与消耗燃气量呈线性关系，即：式中，H
gas
为燃气低热值；eff
CCHP,P
、eff
CCHP,H
、eff
CCHP,C
分别为CCHP发电效率、产热效率、产冷效率；为二进制变量，其值为1时表示CCHP处于工作状态，否则为关机状态；
②
热泵HP：HP是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，其可从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过电能做功，提供高位热能的装置；例如，空气源热泵可以利用空气中的低位热能产生热能或冷能，供给使用，其能量转化为：式中，eff
HP
为热泵能效；分别为HP产生的热量和冷量；为HP消耗的电功率；
③
电蓄热设备EHS：EHS是一种将电能转化为热能并进行存储的装置，利用EHS可以将系统在谷期的富余电能转化为热能存储，供给热负荷高峰时使用，达到“削峰填谷”，其能量的转化和存储为：，其能量的转化和存储为：，其能量的转化和存储为：式中，eff
EHS
为电
‑
热转化效率；为t时刻储热量；分别为t时刻EHS的进热和出热功率；分别为二进制变量，其值为1时分别表示EHS处于储热、放热
状态；式(17)约束一天的开始时间和结束时间，EHS的储热量保持相同；式(18)
‑
(19)分别约束EHS的进热和放热功率；
④
光伏电站PV：光伏发电容量由光伏发电并网量和弃光量组成，与该时刻光伏发电水平和光伏投资容量有关，即：式中，分别表示弃光功率和光伏并网功率；表示t时刻的光伏发电水平；步骤1.33：模型简化：式(12)、式(18)
‑
(20)中的存在使得模型难以求解，引入辅助变量和无穷大数M，将其转化为容易求解的MILP模型，转化过程为：和无穷大数M，将其转化为容易求解的MILP模型，转化过程为：通过上述转化过程，式(12)、(18)、(19)将分别等价转化为：通过上述转化过程，式(12)、(18)、(19)将分别等价转化为：步骤1.34：能量平衡：由于含有多种能源流通，电
‑
热
‑
冷的能量平衡分别：冷的能量平衡分别：5.如权利要求1所述的基于画像标签的多能源综合需求响应与协同优化方法，其特征在于：所述的步骤2中的建立基于标签的综合能源系统多主体协同低碳经济运行技术具体包括以下步骤：步骤2.1：构建含能源中心的综合能源系统运行模型：采用一种基于多主体自主决策的综合能源系统基本架构，子区域运营商可通过对子区域内EH的能量管理来满足所管辖用户群的能源需求，碳排放管理系统作为上层系统的管理者，对系统内的碳排放水平以及系统能量传输进行约束；各子区域运营商和碳排放管理系统间采用分布式协同控制方式运行，实现整个综合能源系统内部的低碳经济优化调度；EH包含电力变压器、CHP和燃气锅炉能源转换设备、光伏电池PV和太阳能集热器STC可再生能源的供能设备以及电、热储能设备，其数学模型为：式中，L
e

【专利技术属性】
技术研发人员：卢丹，许长清，罗潘，李文峰，张琳娟，郑征，韩军伟，郭璞，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：