[发明专利]计及需求响应的区域综合能源系统的优化调度方法

说明书

本发明公开了计及需求响应的区域综合能源系统的优化调度方法，包括步骤：构建区域综合能源系统的双层优化调度模型；分别确定双层优化调度模型中两层结构的目标函数和约束条件；结合KKT条件和线性化方法，对约束条件进行处理，以将双层优化调度模型转化为单层混合整数线性优化模型；以及求解单层混合整数线性优化模型，以得到调度结果。本发明一并公开了相应的计算设备。

技术领域

本发明涉及能源电力技术领域，更具体地，涉及计及需求响应的区域综合能源系统的优化调度方法。

背景技术

随着化石燃料的日益枯竭和环境问题的凸显，构建整合区域内煤炭、天然气等多种能源资源，实现横向多能源互补，纵向源-网-荷-储协调互动的区域综合能源系统(Regional Integrated Energy System，RIES)已成为推动能源转型，促进能源革命的客观要求与必然选择。此外，能源行业供给侧的改革使得需求响应(demand response，DR)资源成为与供给侧对等甚至更优先的调度资源，通过需求响应能够提高用能效率、降低峰谷差、促进新能源的消纳。

目前，国内外学者对于RIES的优化调度问题进行了较为深入的研究。例如，针对区域综合能源系统中能耗成本、污染排放、风电消纳等多个调度目标，建立考虑综合需求响应的RIES多目标优化模型，运用多目标优化方法寻找最优策略。又如，为减少碳排放、提高能源利用效率，构建联合供电、供热、供冷的区域综合能源系统经济调度模型，将碳交易相关问题考虑进模型中，运用布谷鸟搜索算法进行求解，有效降低碳排放。再如，通过构建面向园区级区域综合能源系统的日前-实时两阶段经济性调度优化模型，有效提高可再生能源的利用率，降低系统的运行成本，等等。

另一方面，也有方案针对微电网中风电和负荷不确定性，提出一种基于价格型需求响应的日前负荷调度和基于激励型需求响应的实时负荷调度的两阶段优化调度模型。或者是，考虑电力和天然气的综合利用，建立了综合能源系统两阶段随机优化调度模型。

总之，现有研究主要集中于将需求响应资源作为直接可调度的资源，引入到调度优化中，较少考虑到需求响应资源的可交易性。

因此，需要构建一种新的区域综合能源系统。

发明内容

为此，本发明提供了计及需求响应的区域综合能源系统的优化调度方法，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了计及需求响应的区域综合能源系统的优化调度方法，在计算设备中执行，包括步骤：构建区域综合能源系统的双层优化调度模型；分别确定双层优化调度模型中两层结构的目标函数和约束条件；结合KKT条件和线性化方法，对约束条件进行处理，以将双层优化调度模型转化为单层混合整数线性优化模型；以及求解单层混合整数线性优化模型，以得到调度结果。

可选地，在根据本发明的方法中，构建区域综合能源系统的双层优化调度模型的步骤包括：确定区域综合能源系统的主体；基于主体，建立双层优化调度模型；其中，主体包括：综合能源运营商、需求响应聚合商和综合能源用户。

可选地，在根据本发明的方法中，综合能源运营商作为上层结构，适于将预调度的需求响应资源传递给下层结构；需求响应聚合商作为下层结构，适于将提供的需求响应资源反馈给上层结构。

可选地，在根据本发明的方法中，分别确定双层优化调度模型中两层结构的目标函数和约束条件的步骤包括：分别确定两层结构各自的决策变量和目标函数；基于决策变量，分别生成两层结构的约束条件。

可选地，在根据本发明的方法中，上层结构的目标函数为综合能源运营商的日净利润最大化，其中，净利润由所述综合能源运营商的售能收益与需求响应资源的购买成本、电网购电成本、燃料成本、运维成本来确定；上层结构的决策变量至少包括：需求响应资源购买量、电网购电量以及各机组的最优出力；以及上层结构的约束条件至少包括：电热功率平衡约束、机组的出力约束以及机组的爬坡约束，所述机组至少包括内燃气发电机和燃气锅炉。