[发明专利]考虑需求响应的跨境综合能源系统主从博弈协同运行优化方法

权利要求书

1.考虑需求响应的跨境综合能源系统主从博弈协同运行优化方法，其特征在于包括以下步骤：

S1)跨境综合能源系统建模；

S2)建立考虑需求响应的跨境综合能源系统各主体收益模型；

S3)建立考虑需求响应的跨境综合能源系统主从博弈协同优化模型；

S4)算例分析验证。

2.根据权利要求1所述的考虑需求响应的跨境综合能源系统主从博弈协同运行优化方法，其特征在于所述的的步骤S1)跨境综合能源系统建模，其内容包括：

S11)燃气轮机

燃气轮机的数学模型可用下式表示：

式中：表示第i个国家综合能源系统t时刻燃气轮机的输出电功率；表示第i个国家综合能源系统t时刻燃气轮机的输出热功率；L_NG表示天然气的低位热值；表示燃气轮机在时段t的天然气消耗量；η_GΤ表示燃气轮机的发电效率；N_GT表示余热回收系数；

S12)燃气锅炉

燃气锅炉的数学模型用下式表示：

式中：表示第i个国家综合能源系统t时刻燃气锅炉的输出热功率；L_NG表示天然气的低位热值；表示燃气锅炉在时段t的天然气消耗量；η_GB表示燃气锅炉的发热效率；

S13)可再生能源

可再生能源包括风力发电和光伏发电：

S131)风力发电

风电功率受制于来风速率，但当来风速率低于切入风速或高于切出风速时，风电场不进行发电，第i个国家综合能源系统t时刻风电功率与来风速率间的关系如下式：

式中，ρ为空气密度；A为风轮机叶片扫掠面积；v为风速；c_wt为风能利用系数，是单位时间内风轮所吸收的风能与通过风轮旋转面的全部风能之比；λ_wt为叶尖速率比；

S132)光伏发电

第i个国家综合能源系统t时刻光伏发电功率数学模型如下式：

式中，G为光照强度(kW/m²)；T_s为光伏电池表面温度(℃)；P_stc、G_stc、T_stc分别为标准测试条件下的最大输出功率(kW)、光照强度(kW/m²)、光伏电池表面温度(25℃)；ε为光伏电池温度系数；

T_s＝T_a+0.0138·(1+0.031T_a)·(1-0.042v)·G          (6)

式中，T_a为环境温度(℃)；v为风速(m/s)；G为光照强度(kW/m²)；

S14)储能设备

储能设备包括蓄电池和蓄热槽：

S141)蓄电池

当蓄电池放电时

当蓄电池充电时

式中，为第i个国家综合能源系统t时刻蓄电池中存储的电量(kWh)；分别为第i个国家综合能源系统t时刻蓄电池充电功率、放电功率(kW)；分别为蓄电池自身的放电效率、充电效率；分别为蓄电池自身的放电损耗、充电损耗；

S142)蓄热槽

当蓄热槽放热时

当蓄热槽充热时

式中，为第i个国家综合能源系统t时刻蓄热槽中存储的热能(kJ)；分别为第i个国家综合能源系统t时刻蓄热槽放热功率、充热功率(kW)；分别为蓄热槽自身的放热效率、充热效率；分别为蓄热槽自身的放热损耗、充热损耗；

S15)电锅炉

电锅炉数学模型如下：

式中，为第i个国家综合能源系统t时刻电锅炉的制热功率；为第i个国家综合能源系统t时刻电锅炉所需电功率；η_EB为电锅炉的转换效率；

S16)功率损耗

功率损耗包括电功率损耗和热功率损耗：

S161)电功率损耗

电功率损耗模型如下式：

式中，P_k、Q_k、U_k为每个时间段内线路某端有功、无功功率与电压；R为该线路电阻；

S162)热功率损耗

在已知用户热负荷、外界温度、网络结构条件下，通过潮流计算t时段能源中心的出口温度和返回温度，根据能源中心出口流量可得到总热量供给，可得到t时段热网损耗为：

式中，C_p为水的比热容；为热源中心出口水流量；为热源中心出口温度；为热源中心返回温度；为i、j两国综合能源系统间传输热功率。