基于源荷协同调峰的区域综合能源系统优化调度

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.09.002

摘要/Abstract

摘要：

为充分挖掘多能互补能源系统“源-荷”协同调峰潜力,提出需求响应与热泵联合调峰的区域综合能源系统经济调度方法。源侧引入天然气热泵,通过多能互补进行供能替代以充分发挥电-气能源互补特性,削减电力高峰空调设备运行负荷;荷侧考虑电价需求响应,将用户用电满意度融入需求响应模型中,计及用户用电体验对电力需求进行优化,以实现电力负荷“削峰填谷”。以最小化系统运行成本为目标,综合考虑能量平衡、需求响应约束等,在优化软件CPLEX中进行求解。算例研究表明,源荷协同调峰能够有效降低用电高峰系统电力需求,提高系统运行经济性。

关键词: 区域综合能源系统, 天然气热泵, 需求响应, 调峰, 经济调度

Abstract:

In order to fully tap the potential of “source-load” coordinated peak shaving of the multi energy complementary energy system,an economic dispatch method of regional integrated energy system based on demand response and heat pump joint peak load shaving is proposed.On the source side,the gas heat pump is introduced and the energy supply is replaced by multi energy complementarity to give full play to the complementary characteristics of electric-gas energy,thus reducing the operation load of the peak air conditioning equipment.Considering the price-based demand response,the load side integrates the user’s power consumption satisfaction into the demand response model,and optimizes the power demand taking into account the user’s power consumption experience so as to realize the “peak shaving and valley filling” of power load.The model is established to minimize the system operation cost and solved by the optimization software CPLEX comprehensively considering the energy balance and demand response constraints,etc.The case study shows that the source-load coordinated peak load shaving can effectively reduce the power demand of the peak power system and improve the economics of system operation.

Key words: regional integrated energy system, gas heat pump, demand response, peak load shaving, economic dispatch

中图分类号:

TM73

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图/表 14

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参考文献 22

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类型	参数	数值
燃气轮机	功率上限/kW	700
	功率下限/kW	0
	爬坡功率上限/(kW·min^-1)	5
	爬坡功率上限/(kW·min^-1)	5
	发电效率η_GT	0.38
	散热系数η_loss	0.2
溴冷机	余热回收率η_rec	0.8
溴冷机	制冷效率η_LB,c	1.36
中央空调	冷功率上限/kW	600
天然气热泵	冷功率上限/kW	500
	燃气发动机轴功效率η_ge	0.33
	热泵制冷系数C_OP,c	4
风电	功率上限/kW	500
光伏	功率上限/kW	400
主网	功率上限/kW	400

参数	时段
参数	1~6,23~24	7~16	17~22
售电电价/(元·kWh^-1)	0.36	0.75	1.16
购电电价/(元·kWh^-1)	0.42	0.88	1.35

污染种类	排放征收标准/(元·t^-1)	污染气体排放因子/(g·kWh^-1)
污染种类	排放征收标准/(元·t^-1)	燃气轮机	GHP	购电
SO₂	1 000	0.023	0.000 9	6.4
NO_x	1 950	4.795	0.002 8	2.3
CO₂	9.75	170.160	128.190 0	696.0
粉尘	125	0	0.000 2	0.4

参数	场景1	场景2	场景3
燃料成本	7 269.60	8 116.91	8 116.91
运维成本	577.78	550.47	550.47
环境成本	74.42	53.56	52.88
购电成本	2 027.79	1 022.03	655.41
售电收益	1 499.30	1 945.61	2 101.63
总成本	8 450.29	7 797.36	7 274.04

参数	用户用电满意度γ_m
参数	1.00	0.95	0.90	0.85
燃料成本	8 116.91	8 116.91	8 116.91	8 116.91
运维成本	550.47	550.47	550.47	550.47
环境成本	53.56	54.95	53.88	53.71
购电成本	1 022.03	777.79	655.41	662.67
售电收益	1 945.61	2 097.95	2 101.63	2 081.71
总成本	7 797.36	7 402.17	7 275.04	7 302.05