某园区能源需求侧响应调度策略研究及应用

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近年来,我国经济总量实现跨越式增长,世界经济占比超17%。经济快速发展背后是能源消耗与环境保护矛盾的日益突出,这对我国实现“3060”计划带来一定的挑战。综合能源系统可以增加多能源的耦合互动,降低对单一能源的供能要求,实现多种能源集中调度和梯级利用,提高园区可再生能源消纳率,降低园区单位能耗和碳排放量,有效提升系统能源利用效率和运行经济性。而综合需求响应可以引导鼓励终端用户主动改变原有能源消费行为,降低高峰时段的能源需求,平衡用户负荷曲线,减少系统设备调度频率。因此,有必要研究综合能源系统参与综合需求响应的优化调度方案,这不仅可以支持园区多能源系统的发展,还能有效平衡能源供需,减少环境污染。为此,本文针对园区综合能源系统需求侧响应调度策略开展如下研究:(1)在国内外大量文献资料的基础上,深入研究园区综合能源系统及需求响应发展的背景及意义,并对综合能源系统建模技术、需求响应技术及优化调度技术的研究现状进行梳理。(2)分析园区综合能源系统的供能结构及能流特点,构建园区综合能源系统结构图。研究园区能源流转环节各设备的功率输出特性,建立设备变工况工作模型。根据价格弹性矩阵、等值热参数模型及PMV指数模型,构建包含价格型和调整型需求响应的综合需求响应模型,调节用户的电、冷、气负荷曲线。(3)以青岛中德生态园部分区域作为研究对象,探究参与综合需求响应对系统优化调度的影响。以典型日运行成本和碳排放量为目标,考虑设备运行、负荷平衡、室内舒适性等约束条件,使用加入混沌算子的NSGA-Ⅱ优化算法对系统进行优化调度,采取VIKOR方法进行决策,根据系统能源流动特点,梳理能源调度流程,建立综合能源系统参与需求响应的优化调度模型。最后,分析园区参与不同形式需求响应下系统的调度结果。结果表明,参与综合需求响应可以有效提升系统运行经济性和环保性。(4)在现场搭建一套园区综合能源系统调度管理平台,包括系统总览、用能分析、需求响应、优化求解等模块,帮助园区管理者对园区内部公共区域、各建筑物的电气设备进行监控和管理,设定设备运行策略,保障园区用能安全。
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