[发明专利]促进富余风电消纳的多能互补系统需求响应运行优化方法

说明书

一种促进富余风电消纳的多能互补系统需求响应运行优化方法，通过建立①含电制氢综合能源系统模型以及②以能源集线器为信息接收处理和能源转换载体的综合能源系统运行优化运行模型，基于电力负荷的需求响应和日前分时电价的综合需求响应模式，对含电制氢综合能源系统进行资源优化配置，实现对富余风电的有效消纳和系统运行总成本的节约。

技术领域

本发明涉及的是一种新能源领域的技术，具体是一种促进富余风电消纳的含电制氢综合能源系统综合需求响应运行优化方法。

背景技术

含电制氢综合能源系统是以电力系统为核心，由供能网络、能源交换环节、能源储存环节、综合能源供用单元及用户用能终端共同构成，实现多种形式的能源生产、供应、使用并协同运作的系统。利用风、光、气、氢等形式可实现能源的转化，并利用电、热等能源的储存、供给、消耗实现能源的高效多次利用，是当前提高清洁能源利用率，减少含碳、有害气体排放的重要研究方向。

现有技术多针对于综合能源系统中的电力需求响应，未能充分挖掘需求侧多种形式能源间的用能需求弹性与负荷转换替代，且未涉及清洁环保和转化利用灵活的氢能，限制了综合能源系统发挥促进富余风电消纳的作用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种促进富余风电消纳的多能互补系统需求响应运行优化方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种促进富余风电消纳的多能互补系统需求响应运行优化方法，通过建立①含电制氢综合能源系统模型以及②以能源集线器为信息接收处理和能源转换载体的综合能源系统运行优化运行模型，基于电力负荷的需求响应和日前分时电价的综合需求响应模式，对含电制氢综合能源系统进行资源优化配置，实现对富余风电的有效消纳和系统运行总成本的节约。

所述的含电制氢综合能源系统模型具备多种不同形式的能量流动和负荷需求，不同能量形式之间存在多种耦合关系，并在综合能源系统中以复合工作模式进行相互转化。

所述的复合工作模式包括：发电模式、产热模式、制氢模式、发电制氢模式、发电产热模式、产热制氢模式、能量富余制氢模式、极端供应不足模式。

所述的综合能源系统运行优化运行模型是指：含电制氢的综合能源系统运行优化运行模型。

所述的资源优化配置包括：能量单位、负荷单元以及能源集线器，其中：能量单元包括但不限于风电、光伏、储能、CHP，负荷单元包括但不限于电负荷、氢负荷。

技术效果

本发明整体解决现有综合能源系统未对氢能的生产、传输、存储和利用进行精细化建模，未能充分挖掘不同负荷种类用户的需求响应能力，无法确保能够改善风电波动情况与典型风电日出力曲线存在较大差异时系统运行经济性的问题；本发明通过可考虑日前分时电价对含电制氢综合能源系统进行自动需求响应、促进能源供给侧和需求侧多层次多途径交互的综合能源系统优化运行模型，将含电制氢和燃料电池装置的物理模型引入综合能源系统，并提出综合需求响应模式，使所有能源用户都参与到需求响应中来，实现了对电、气、热以及其他形式能源的整合。构建能源集线器模型，促进了供给侧和需求侧之间的双向沟通，也是多种能源相互转换的中心。能源集线器可作为综合需求响应的操作中心，可设置合理的目标函数，为用户提供能源转换和用能计划，并从中抽取一定的补贴。

附图说明

图1为综合需求响应物理架构示意图；

图2为能源集线器物理模型；

图3为居民用户能源集线器结构图；

图4为商业用户能源集线器结构图；

图5为重工业用户能源集线器结构图；

图6为含能源集线器的含电制氢综合能源系统模型；