计及需求侧管理的综合能源系统多目标运行优化研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:haojianhong
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当前,我国能源系统仍然面临着化石能源占比较高、新能源消纳困难、能效水平提升缓慢、用户用能成本较高等问题,严重制约了我国能源电力系统的发展。随着能源技术变革和信息通信技术的快速发展,我国需求侧资源呈现出多种资源组合并存的形式。加强需求侧资源管理,推动需求侧分布式能源与负荷资源有序发展,成为解决促进能源结构转型、提高能源利用效率、降低用户用能成本等问题的途径之一。需求侧综合能源系统能够有效整合能源电力系统需求侧的大量分布式能源设备、能源传输网络以及用户,在降低需求侧资源管理难度、降低用能成本、改善能效水平等方面发挥的作用越来越大。加强需求侧综合能源系统的管理和决策能力,实现其经济、高效的运行,对于改善我国能源电力系统需求侧环境至关重要。鉴于此,本文从需求侧综合能源系统视角,研究需求侧资源的管理方法,并从需求响应和运行优化模型两个角度入手,探索需求侧综合能源系统降本增效的思路和方法。首先,本文从能源电力系统需求侧的发展特点入手,分析了能源电力系统需求侧的主要资源及作用,研究了电力需求响应的基本分类,分别建立了价格型需求响应模型和激励型需求响应模型,并在明确需求侧综合能源系统基本特点的基础上,建立了需求侧综合能源系统参与需求响应的实施路径和方式。其次,从综合能源系统的基本结构入手,建立了需求侧电-热综合能源系统的典型结构,分别对需求侧电-热综合能源系统中各环节组成设备的技术特性进行建模研究,基于此,从综合能源服务商角度,建立了需求响应模式下需求侧电-热综合能源系统运行管理的基本框架。再次,从现有关于综合能源系统运行优化的研究出发,建立了需求侧综合能源系统.运行优化的基本流程,以总成本和综合能效为目标构建需求侧电-热综合能源系统多目标运行优化模型,并针对优化模型的构成和求解特性,选用并改进NSGA-Ⅱ算法求解获得双目标帕累托解集,使用多准则决策法从帕累托解集中获得最优运行方案。最后,选取中国北方地区某项目进行算例研究,以验证本文所提出方法有效性。算例设定“分时电价”、“实时电价”、“实时电价+需求响应补贴”三种模式进行仿真研究,并分别从成本构成、污染物排放、能效提升、需求响应补贴价格、算法性能等角度,对不同方案下的仿真结果进行分析和讨论。仿真结果表明,总运行成本与综合能效是一对相互排斥的目标,本文所建立的优化模型能够适应不同模式的需求响应电价,从而实现需求侧资源的经济高效运行。
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