考虑电热综合需求响应的园区综合能源系统优化调度研究

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我国“三北”地区存在大量风光等可再生能源,且冬季供暖期存在电热需求之间的冲突,使能源利用率以及风光消纳水平较低。园区综合能源系统是解决社会能源利用效率低以及可再生能源难以消纳等问题的有效途径之一。通过协调各机组出力对系统进行优化调度能够在一定程度上降低系统运行成本,提高新能源发电上网空间。同时需求响应技术能够实现发电侧与负荷侧双向互动,进一步提高风光消纳水平及能源利用率。针对这一课题,本文研究在园区综合能源系统优化调度中考虑电热综合需求响应参与下,通过源-荷两侧的良性互动,在提高系统新能源消纳水平以及能源利用率等方面的有效性。文章综述了国内外园区综合能源系统以及需求响应技术的研究现状,同时阐述需求响应技术在系统优化调度中的研究现状。构建了园区综合能源系统框架以及各单元机组的数学模型。对价格型、激励型以及替代型需求响应类型进行描述并构建数学建模,为文章的后续研究打下基础。构建了考虑调度期望信号参与下的电热综合需求响应优化调度模型。首先考虑电负荷参与下的激励响应,对可时移电负荷的群聚合特性进行建模,以调度信号与负荷群聚合特性模型的偏差值最小为目标构建电负荷响应模型。再根据人体对温度的感知具有模糊性这一特点构建热负荷响应模型。算例结果表明,本文所提模型在提高系统风光等可再生能源利用率,降低系统综合成本等方面具有优势。构建了计及热惯性与价格型需求响应的园区综合能源系统优化调度模型。依据热网及采暖建筑物的热惯性原理构建采暖热负荷响应模型,以自回归滑动平均模型ARMA来准确描述热传输过程,并以人体舒适度为约束进行热响应优化调度。以价格型需求响应构建电负荷响应模型,以用户用电方式满意度及用电费用支出满意度作为衡量指标,对园区综合能源系统进行优化调度分析。算例结果表明,同时考虑电热综合需求响应时系统综合运行成本最低,风光等可再生能源的弃用率显著降低,实现系统节能减排。
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