考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法及系统技术方案

本发明专利技术属于综合能源系统领域，提供了一种考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法及系统。该方法包括日前调度阶段：以配电网运行成本最小为优化目标，得到慢动态设备在次日的状态以及慢响应速度综合需求响应的动作值；日内调度阶段：以配电网运行成本最小为优化目标，基于慢响应速度综合需求响应的动作值，得到输配电网间的交换功率和中响应速度综合需求响应动作值；实时调度阶段：以输电网和配电网接口处功率波动最小为优化目标，基于中响应速度综合需求响应动作值，调整燃气轮机出力值、静止无功补偿装置出力值、储能和可再生能源的出力值。本发明专利技术实现了综合能源系统中各类综合需求响应在种类和时间上的协调，充分挖掘用户侧的响应能力。掘用户侧的响应能力。掘用户侧的响应能力。

【技术实现步骤摘要】
考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法及系统


[0001]本专利技术属于综合能源系统领域，尤其涉及一种考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]面对着日益严重的能源危机和环境问题，在能源供给侧大量接入可再生能源势在必行。由于可再生能源固有的不确定和随机性，电网的调度控制变得逐渐复杂，甚至，当大规模可再生能源的出力出现较大波动时，配电网与输电网接口处功率波动明显，使得输电网的运行也会受到影响。因此，综合能源系统的概念应运而生。其利用多种能源耦合设备，加强了不同类型能源之间的物理互联，集多种能源供应、转换、存储和需求为一体，有效解决了以上问题。
[0004]根据“源网荷储”一体化调度的理念，需求响应项目的引进为系统优化调度提供了一个新的探索维度。需求响应深刻影响着系统运行的各个方面，用户侧积极参与系统调度可以显著降低系统的运行成本，保证系统的安全可靠运行。但是由于综合能源系统中存在多种能源设备以及大量的综合用能负荷，如何协调综合能源系统中的各类设备更好地配合可再生能源以实现功率平衡，以及充分发掘用户侧需求响应潜力，仍然是需要解决的重点问题。
[0005]为解决以上问题，许多研究致力于在调度框架方面进行改进。在调度框架方面，文献——一种多时段的日前优化调度方法，该方法按时段控制综合能源系统中各种能源耦合设备的运行状态，通过细分时段对可再生能源出力做出更加细致的估计。然而，仅用日前一次离线优化得到的结果与实际情况之间的误差太大，且由于系统中各类分布式资源的响应时间有着明显的区别，因此该方法并不能有效地协调系统中各类资源充分配合可再生能源，影响系统的功率平衡。
[0006]为充分应对可再生能源的不确定性，在如今的研究中，传统的确定性优化模型渐渐不再适用，不确定性优化模型成为国内外学者关注的焦点。其中以随机优化应用最为广泛，随机优化通常采用场景法将不确定变量用多场景模拟，为减小计算压力，进行场景削减得到典型场景，对典型场景进行优化调度，最后计算期望进行决策。
[0007]在能源供给侧，电力传输线路的电阻和电抗数值接近，有功功率和无功功率耦合性较强，因此，单方面有功/无功优化是不够完整和全面的。有功无功协调优化成为主流方法。
[0008]作为传统需求响应(demand response,DR)的拓展，综合需求响应(integrated demand response,IDR)利用多种能源的耦合和互补关系来优化需求侧灵活负荷、储能和能量转换设备的运行，最终提高系统运行的灵活性和能源利用效率。文献——基于多能互补的电/热综合需求响应，提出了一种考虑基于价格需求响应的综合能源系统优化运行模型，
以提高能源利用效率。由于各类综合需求响应项目在响应速度上存在较大差别，因此，如何在不同时间尺度上协调各类综合需求响应项目参与到系统层面的优化调度上，是一个值得重点关注的问题。

技术实现思路

[0009]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法及系统，其能够充分调动综合能源系统中的各类资源，更好地配合可再生能源，以实现功率平衡，以及充分发掘用户侧需求响应潜力。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]本专利技术的第一个方面提供一种考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法。
[0012]考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法，包括：
[0013]日前调度阶段：以配电网运行成本最小为优化目标，得到慢动态设备在次日的状态以及慢响应速度综合需求响应的动作值；
[0014]日内调度阶段：以配电网运行成本最小为优化目标，基于慢响应速度综合需求响应的动作值，得到输配电网间的交换功率和中响应速度综合需求响应动作值；
[0015]实时调度阶段：以输电网和配电网接口处功率波动最小为优化目标，基于中响应速度综合需求响应动作值，调整燃气轮机出力值、静止无功补偿装置出力值、储能和可再生能源的出力值。
[0016]本专利技术的第二个方面提供一种考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度系统。
[0017]考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度系统，包括：
[0018]日前调度模块，其被配置为：以配电网运行成本最小为优化目标，得到慢动态设备在次日的状态以及慢响应速度综合需求响应的动作值；
[0019]日内调度模块，其被配置为：以配电网运行成本最小为优化目标，基于慢响应速度综合需求响应的动作值，得到输配电网间的交换功率和中响应速度综合需求响应动作值；
[0020]实时调度模块，其被配置为：以输电网和配电网接口处功率波动最小为优化目标，基于中响应速度综合需求响应动作值，调整燃气轮机出力值、静止无功补偿装置出力值、储能和可再生能源的出力值。
[0021]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
[0022]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法中的步骤。
[0023]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。
[0024]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法中的步骤。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]由于在能源供给侧大量接入可再生能源，系统的功率平衡受到巨大影响。本专利技术所提的调度方法结合了多时间尺度调度框架和综合需求响应，既实现在多个时间尺度下协
调各类设备，以平衡可再生能源出力的随机性和波动性，也充分挖掘了负荷侧的可调节能力，源荷协同优化，进一步降低可再生能源波动性对系统运行造成的影响。同时采用有功无功协调优化的方法，对综合能源系统中的电网模型进行了更加精确的描述，从而实现了降低网损，提升系统运行经济性的目标。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0028]图1是本专利技术实施例一示出的考虑综合需求响应的综合能源系统多时间尺度调度方法框架图；
[0029]图2是本专利技术实施例一示出的本专利技术的方法和对比方法在限制电网电压方面的效果图；
[0030]图3是本专利技术实施例一示出的本专利技术的方法和对比方法在限制输配电网间有功功率波动的效果图；
[0031]图4是本专利技术实施例一示出的本专利技术的方法和对比方法中分布式资源的有功无功出力效果图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0033]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法，其特征在于，包括：日前调度阶段：以配电网运行成本最小为优化目标，得到慢动态设备在次日的状态以及慢响应速度综合需求响应的动作值；日内调度阶段：以配电网运行成本最小为优化目标，基于慢响应速度综合需求响应的动作值，得到输配电网间的交换功率和中响应速度综合需求响应动作值；实时调度阶段：以输电网和配电网接口处功率波动最小为优化目标，基于中响应速度综合需求响应动作值，调整燃气轮机出力值、静止无功补偿装置出力值、储能和可再生能源的出力值。2.根据权利要求1所述的考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法，其特征在于，所述慢动态设备在次日的状态，包括有载调压变压器的档位和可投切电容器组的档位。3.根据权利要求1所述的考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法，其特征在于，日前调度阶段的优化目标和日内调度阶段的优化目标为：式中，上标DA表示日前调度阶段，ID表示日内调度阶段，是第t个时段第s个场景下配电网从输电网获取电能的成本；是第i台燃气轮机在第t个时段第s个场景下的发电成本；是第i台储能装置第t个时段第s个场景下的运行成本，是第i台气源第t个时段第s个场景下的运行成本，其中气价全天保持不变，为在相应调度阶段时为激励气负荷参与需求响应所支出的补贴金额，为激励电负荷参与需求响应所支付的补贴金额；p
s
为第s个场景的概率，n为场景数，M为可控DG的数目，N为储能装置的数目，T为时段的数目。4.根据权利要求1所述的考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法，其特征在于，实时调度阶段的优化目标为：式中，上标RT表示实时调度阶段，和是日内调度阶段中承诺的输电网和配电网之间的功率交换值，和是实时调度阶段中的优化变量，表示第t时段输电网和配电网联络线上的功率值，T为时段的数目，α
t
代表第t时段功率波动的权值，为系统在实时阶段调动可中断负荷而需要支付的费用。5.根据权利要求1所述的考虑综合需求响应的综合能源系统多尺度调度方法，其特征在于，日前调度阶段包括：潮流约束、支路容量约束、节点电压约束、管道流量约束、综合需求响应约束、可再生能源发电运行约束、可控分布式发电运行约束、有载调压变压器运行约束、静止无功补偿装置运行约束、可投切电容器组运行约束和储能装置运行约束；日内调度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建杰，曹金京，穆明亮，辛春青，李蓬，张鹏，孙逢麟，孔庆峰，吕学志，李尊华，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司滨州供电公司，
类型：发明
国别省市：