考虑多利益主体的电热综合能源系统协同运行研究

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电热综合能源系统协调运行对于降低系统调峰压力,促进能源高效利用有积极意义。市场背景下电热联合调度研究逐渐由集中式调度向多运营主体互动运行转变,而多主体交互、主体间利益壁垒会增加运行调控难度,阻碍多能协同。基于此,本文立足于电热综合能源系统在多利益主体下的协同运行,针对系统级主体间的互动与协同优化。本文介绍了电热综合能源系统形态与界定,评述了电热综合能源主流运行优化模型,其中以多利益主体运行模型为重点展开。主要内容如下:首先,针对电力系统与热力系统在多利益主体下的协同优化问题,构建以主从关系和能量交易协同的电力系统与热力系统双层协同优化模型,以电力系统作为协同的发起方。强调通过热力系统自身的热特性实现电热解耦。证明了双层模型中上下层主体竞争均衡的存在性,采用卡罗需-库恩-塔克条件将双层模型转化成单层模型求解。算例分析表明,电力系统通过价格可有效引导热力系统灵活性资源参与电力系统调峰,实现多利益主体下电能、热能的多能协同,并实现互动双方的共赢。然后,针对关键耦合元件热电厂对多能协同影响,采用灵活的能量交易构建热电厂与电力、热力系统交互关系,打破“以热定电”运行模式,构建考虑热电厂双侧互动的多能协同双层优化模型,探究热电厂主动参与时多能协同情况。上层为热电厂决策模型,下层分别为电力系统与热力系统优化模型。算例分析表明,热电厂通过供需关系可充分感知电力系统对于灵活性的需求,凭借其中间位置,通过灵活的多能价格将热力系统的灵活性传递给电力系统,促进多能协同。最后,针对新形态下不同级综合能源系统协同运行问题,以主从关系和能量交易协同源侧电热综合能源系统与负荷侧园区电热综合能源系统,构建不同级电热综合能源系统双层协同优化模型,电热综合能源系统作为协同发起方。算例表明,经过上层电热综合能源系统价格引导,园区电热综合能源系统灵活性资源得到合理优化,为上层提供了灵活性支撑,有效促进了两级综合能源系统能量互补与效益提升。
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