[发明专利]一种综合能源系统的需求响应建模方法

说明书

本发明公开了一种综合能源系统的需求响应建模方法，包括以下步骤，建立区域电‑气互联综合能源系统的基本结构；通过获取所述区域电‑气互联综合能源系统的节点能源价格建立用户气‑电替代负荷模型，并分别建立用户用能的估值函数、基于演化博弈的用户用能消费福利最大化模型来构建基于演化博弈的需求响应模型。本发明的有益效果：考虑电‑气互联综合能源系统电转气设备和燃气轮机设备的耦合特性，有助于分析风电接入对区域电‑气互联综合能源系统的影响，减少污染排放。

技术领域

本发明涉及购售电方法的技术领域，尤其涉及一种基于演化博弈的区域电-气互联综合能源系统需求响应建模方法。

背景技术

为应对能源短缺、生态环境恶化等问题，以电力系统、天然气系统以及可再生能源系统等多种能源网络耦合互联形成的区域综合能源系统成为应对方案之一。天然气作为重要的一次能源，其网络与电力网络有相似的能量流形式，与电力网络联系也最为紧密，使得区域电-气互联综合能源系统成为区域综合能源系统的基础和过渡。在区域电-气互联综合能源系统运行能效提升方面，已有研究基于系统最优潮流，并计及风电的不确定性，研究了能源系统的经济调度和优化运行问题。针对天然气、电力系统运行时间尺度不一致的问题，考虑暂态天然气系统变量存在的时段耦合特性，建立天然气网络暂态模型，研究了多时间尺度动态优化运行策略。

针对电转气存储量大、放电时间长的特点，考虑电转气对风电消纳的影响，研究了电转气提升风电调度能力的优化调度策略。大多数的优化运行研究是针对系统侧的功能设备出力进行优化，忽略了能源分配转换对系统侧输出调节的贡献。在需求侧管理方面，已有研究提出了多能源网络和多能源市场下的综合需求响应资源协调运行机制和响应的效益评估方法，但大多数的需求响应分析局限在错峰用电、负荷时序转移上，并未充分挖掘多能互补的区域综合能源系统中负荷之间的可替代性，在用户用能行为、规律以及用能模式方面的研究还不多。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种基于演化博弈的区域电-气互联综合能源系统需求响应建模方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种综合能源系统的需求响应建模方法，包括以下步骤，建立区域电-气互联综合能源系统的基本结构，通过所述区域电-气互联综合能源系统的基本结构分别建立电网模型、气网模型和调度模型来构建区域电-气互联综合能源系统调度模型；通过获取所述区域电-气互联综合能源系统的节点能源价格建立用户气-电替代负荷模型，并分别建立用户用能的估值函数、基于演化博弈的用户用能消费福利最大化模型来构建基于演化博弈的需求响应模型。

作为本发明所述的综合能源系统的需求响应建模方法的一种优选方案，其中：建立所述区域电-气互联综合能源系统的基本结构还包括以下步骤，通过电转气与燃气轮机设备构建电–气互联综合能源系统的能量枢纽，实现电力网络与天然气网络间的双向能量流动，使电–气网络的耦合更加紧密，构成所述区域电-气互联综合能源系统。

作为本发明所述的综合能源系统的需求响应建模方法的一种优选方案，其中：分别建立的所述电网模型、气网模型和调度模型，其中所述电网模型考虑节点功率平衡、机组出力约束、爬坡约束以及支路潮流约束；所述气网模型考虑管道流量约束、气源点约束、流量平衡约束、压缩机约束以及节点压力约束；所述调度模型考虑系统对电和天然气的调度成本，且所述调度成本还包括火电机组发电成本、天然气气源供气成本、燃气轮机运行成本和电转气运行成本。

作为本发明所述的综合能源系统的需求响应建模方法的一种优选方案，其中：所述获取区域电-气互联综合能源系统节点能源价格还包括分别获取节点电价和节点气价。