多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略研究

随着综合能源系统的发展及其市场化运行的推进,研究多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略,具有重要的理论和现实意义。首先建立多个综合能源服务商与电力、天然气市场互动的双层决策模型,其中上层模型描述发电商和天然气商以供应函数投标方式分别参与电力、天然气市场竞争的博弈行为,下层模型描述多个综合能源服务商响应电力、天然气市场价格,进行购电、购气、用电、用热策略以及天然气调度策略决策的综合需求响应行为。利用势博弈理论求解该双层模型,将上层模型的求解转化为电力、天然气市场序数势函数的求解,将下层模型的求解转化为精确势函数的求解,并从理论上证明了双层模型解的唯一性。在此基础上,考虑到实际应用中信息的不完全性,利用分布式算法对模型进行求解。最后算例仿真表明,采用综合需求响应能减小电力、天然气市场的价格差异,增加需求侧利润,增加社会福利,提高平均用电效用系数和平均气转电效率,均能增大社会福利。     

计及碳交易与需求响应的综合能源系统优化研究

在我国实现“双碳”目标的背景下,提高可再生能源（renewable energy sources, RES）的开发利用能力与减少碳排放是当下研究的重点。为此,提出考虑碳交易机制与负荷侧需求响应下RES高效利用的综合能源系统（integrated energy system, IES）多目标优化模型。首先,构建了一种具有奖励系数的奖惩阶梯型碳交易成本模型以减少系统的碳排放量。其次,根据负荷的不同响应特性,构建了基于价格弹性矩阵与能源供应方式可替代性的综合需求响应模型。在此基础上,以IES总运行成本最低和弃风弃光量最少为目标,建立IES多目标优化模型。最后,基于典型算例研究表明,所提方法能够有效提高IES经济性和RES利用效率。     

计及多能需求的综合能源服务商优化运行策略研究

随着分布式发电技术的不断成熟及发展,未来综合能源服务将是整合不同类型分布式发电并满足用户不同用能需求的有效途径。提出了一种含有多种分布式发电资源同时考虑多用能需求的综合能源服务商优化运行策略模型。首先建立了含有风电、光伏、燃气轮机、电储能、电热泵、辅助锅炉等分布式资源及电、热用能需求的园区综合能源系统优化调度模型;其次计算优化运行后的能源利用效率;最后,分析对比了不同季节、实时电价及天然气价格变化对综合能源服务商运行策略及盈利的影响。仿真结果验证了模型的有效性,其中综合能源服务商的收益对天然气的价格变化更为敏感。     

计及灵活热负荷的综合能源服务商购电策略

作为未来综合能源系统背景下的能源零售主体,综合能源服务商需要对用户不同类型的需求响应（demand response, DR）资源进行有效调控,从而应对不同类型能源市场的价格波动风险,优化市场购电策略,降低能源购置成本。首先根据未来综合能源服务商的基本运营模式,构建了用户不同类型负荷响应特性模型;其次,针对综合能源服务商在运营过程中面临的主要不确定性因素,以其在不同类型市场中能源购置成本最小为目标,构建了计及DR资源的两阶段随机市场购电决策模型。最后通过算例仿真,验证了随机模型的有效性,分析了灵活供热负荷对综合能源服务商购电策略的影响。     

计及综合需求响应的社区综合能源系统优化调度

综合能源系统（IES）需求侧潜在的电、热、冷和天然气可调度资源是降低IES运营成本的重要因素。为了在降低IES运营成本的同时保证用户用能满意度,建立了考虑综合满意度约束的IES日前优化调度模型。首先,基于温控负荷的热惯性建立社区综合能源系统柔性热负荷和冷负荷虚拟储能模型。同时,基于可平移、可转移、可削减的分类方法建立柔性电、气负荷优化调度模型。此外,基于主观法和客观法相结合的综合赋权方法建立满意度模型,并对比不同满意度约束下IES运营经济性和设备容量利用率。在Matlab软件平台编程并应用分支定界法求解仿真算例。仿真结果表明,所提出的优化调度模型可以降低IES运营成本,提高IES设备容量利用率,并保证用户用能满意度。     

计及需求响应的综合能源系统优化运行策略研究

针对传统的综合能源系统电储能装置价格高、放电功率小,导致其参与需求响应效果不佳,引入了电解水制氢的技术,使氢气参与需求响应对综合能源系统运行进行优化。为了分析气象因素对综合能源系统运行的影响,首次引入了负荷匹配度的概念,并揭示了其对系统运行成本和碳排量的影响。研究结果显示:相较于不计需求响应的系统,计及电力需求响应的综合能源系统具有更大灵活性,可分别降低系统运行成本和碳排放量达7.4%和14.0%。随着负荷匹配度的增加,系统日均运行成本和碳排量也分别降低达15.8%和35.0%,同时,电解水制氢的量也随之减少。     

计及电热综合需求响应的综合能源系统优化调度

综合能源系统能够提高系统运行的灵活性,提高对大规模风光等可再生能源的消纳。本文针对电热负荷的可调度性提出了一种考虑调度人员参与下的电热综合需求响应模型。首先对可时移电负荷的群聚合特性进行建模,以调度信号与负荷群聚合特性模型的偏差值最小为目标函数。再根据人体对温度的感知具有模糊性这一特点构建了热负荷调度模型。算例结果表明,考虑调度人员期望信号的综合需求响应提高了新能源的消纳且降低系统的运行成本,更大程度上减轻了各机组频繁调节出力的压力以及抵偿新能源出力的变动。     

计及需求响应柔性调节的可再生能源优化配置

考虑分布式可再生能源的波动性和在能源互联网背景下供需双侧协调互动的特征,本文提出计及需求响应柔性调节的分布式可再生能源双层优化配置方法。首先,采用多场景分析法表征分布式可再生能源和负荷的不确定性。然后,建立分布式可再生能源的规划-运行耦合模型,提出基于多策略融合粒子群优化算法,即：上层规划模型以配电网综合费用最小为目标,确定分布式可再生能源的优化配置方案;下层运行模型基于上层的优化配置方案,以考虑无功的拟直流潮流模型对潮流方程中电压幅值和相角进行解耦,以有功网损最小为目标优化各时段电价。最后,基于IEEE 33节点系统的仿真结果和对比分析,验证了模型及求解方法的合理性和有效性。     

计及综合需求响应的综合能源系统优化调度

为提高系统运行的可靠性和经济性,在综合能源系统优化调度的基础上引入综合需求响应,利用不同形式能源间的相互转化关系,实现削峰填谷,提高能源利用效率。计及综合需求响应策略,建立了基于电价的电力负荷需求响应和基于激励的热负荷需求响应模型。并以运行成本最小为目标函数,提出了综合考虑供需平衡和供储能设备约束的综合能源系统调度模型。采用改进二阶振荡粒子群算法对模型进行求解。该算法在常规粒子群算法的基础上对速度迭代公式进行更新,克服了常规粒子群算法易陷入局部最优的问题。通过实际算例仿真,验证了所提出模型和求解算法的有效性。     

基于需求响应的建筑楼宇综合能源系统优化调度

针对能耗高且增速快的建筑楼宇优化调度问题,构建了含光伏发电、冷热电联供系统、燃气锅炉和储能装置的建筑级综合能源系统。在对系统内各个能源设备进行建模分析的基础上,考虑需求响应补偿价,以建筑运行成本最低为目标函数,建立了基于需求响应的建筑级综合能源系统优化调度模型,采用基于云模型改进的粒子群算法对模型优化求解。引入算例进行仿真,对比是否参与需求响应的两种不同模式,以及云模型粒子群算法与基本粒子群算法的优化性能。结果表明,基于需求响应的云模型粒子群算法模式可有效节约建筑级综合能源系统运行成本,同时降低电网侧负荷峰谷差。     

考虑风险规避的综合能源服务商能源购置策略

需求响应是未来综合能源服务商应对上游能源市场价格波动、降低自身经营风险的重要手段。基于未来综合能源服务商的基本运营模式,构建用户不同类型负荷的可响应特性模型;基于条件风险价值模型,以综合能源服务商在不同类型能源市场中的能源购置成本最小为目标,构建用户需求响应资源的两阶段随机调控模型。通过算例仿真,分析需求响应实施、储热设备接入以及天然气分时价格对综合能源服务商经营成本、风险水平以及能源购置策略的影响。     

计及需求响应不确定性的综合能源系统协同优化配置

提出了一种计及综合需求响应(IDR)不确定性的综合能源系统(IES)设备优化配置方法。首先,以提高能源利用效率为目标,基于冷/热/电联供系统构建了计及IDR的IES基本结构。然后,采用证据理论对IDR中的随机和认知不确定性进行分析,并利用可信水平约束,优化一定电价方案下的负荷曲线。在此基础上,建立兼顾设备优化配置及运行策略的双层协同规划模型,上层以规划总成本最低为目标进行设备选型和容量配置,下层以运行成本最低为目标优化设备出力。通过比较所有电价方案下的总成本,获得最优电价与设备配置方案。最后,通过算例验证了计及IDR不确定性的优化配置结果对风险的抵御能力更强,且采用证据理论能够实现概率理论和区间理论的统一。     

计及价格型需求响应的综合能源系统日前经济调度

为实现节能减排,提升能源利用率,建立了含电-气-冷-热的综合能源系统,以经济性最优为目标,构建实现多能互补的调度模型;建立用户侧与上级电网通过价格型需求响应互动的模型方法,用价格引导用户用电行为,实现供给侧与需求侧的双赢,最后将提出的模型进行仿真算例分析,验证了其有效性。     

综合能源系统中的综合需求响应研究

需求响应是刺激需求侧资源参与调度的关键措施.综合能源系统可集成多种形式的能源,为需求响应带来了新的发展.文章研究了综合能源系统中的综合需求响应项目,介绍了综合需求响应的基本概念和推广价值,并以典型电力-天然气耦合的能量系统为例,分析了综合需求响应的工作原理.然后阐述了欧洲、美国、中国的典型综合需求响应的工程项目概况.最后,提出了目前综合需求响应项目发展的一些建议,以期为今后的研究和工程实践提供参考。     

计及电气热综合需求响应的区域综合能源系统优化调度

区域综合能源系统(Regional Integrated Energy System,RIES)是解决社会能源利用效率低以及可再生清洁能源难以消纳问题的有效途径之一.首先建立了包含风电、多种储能以及电转气(Power-to-Gas,P2G)设备的RIES模型.针对电、气、热负荷柔性特征和可调度价值,结合三种负荷在RIE...     

计及需求响应的生物质能源微网的效益优化*

为实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,搭建了以生物质能为代表的可再生能源,和以天然气和柴油为代表的传统化石能源混合供电的能源微网模型。通过HOMER仿真分析了不同类型能源出力大小对微网效益的影响,证明使用生物质能比使用传统化石能源更具优势。同时,分析了在生物质能发电逐步减少情况下,为保证微网中能源供需平衡,参与需求响应项目减少电能的方案比使用传统化石能源产生电能的方案更具效益。     

计及实时需求响应的综合能源信息物理系统可靠性分析

信息通信技术的飞速发展促使能源网络和信息网络耦合程度不断加深,为实时需求响应的实施提供了有效的技术支撑。为充分考察信息网络和需求响应技术对综合能源系统可靠性的影响,提出一种计及实时需求响应的能源-信息耦合系统可靠性评估方法。首先,构建综合能源信息物理系统框架并分析其实时需求响应机理;其次,建立信息传输可靠性模型,并采用混合蒙特卡洛法抽样元件状态、生成多时段故障场景;再次,将元件状态变量纳入能量平衡约束,以购能成本、负荷削减成本和需求响应成本最低为目标,建立最优负荷削减模型;然后,提出能源信息物理系统可靠性评估指标及评估流程;最后,通过算例分析了实时需求响应、物理域元件以及信息域元件对可靠性的影响,同时量化分析了物理元件和信息元件在系统中的重要程度。算例结果表明,不同元件对能源信息物理系统可靠性的影响不同,实时需求响应能够有效提升其运行经济性和可靠性;文章所述方法能够有效识别能源信息物理系统物理域和信息域薄弱环节,为其经济运行和强化建设提供参考。     

计及电热耦合需求响应的综合能源协同调度优化策略

需求响应对优化负荷分布、降低系统经济成本等方面的作用逐渐得到重视,为了满足用户的冷热电等综合能源需求,较多工业园区高峰时需从主网大量购电,不仅增加了园区自身运行成本,也加深了主网高峰时的调度压力。针对上述问题,以工业园区微能网系统为场景,考虑了热电耦合下的联合响应,以系统总运行成本最低为目标,最终形成工业园区综合能源协同调度策略。模型选取某智能园区一个典型日的用电情景进行优化,通过热电联合响应调整用户对不同形式能源的负荷曲线,实现能源优化配置。算例表明所提方法能够在峰时减少主网购电,增加园区内本地机组调用,并满足用户的冷热电需求,具备良好的经济性。     

考虑用户响应特性的综合需求响应优化激励策略

随着多种能源系统的不断交互融合以及能源交易市场化的改革,传统的电力需求响应已经不能满足多能源耦合的业务需求。针对多能源的联合响应问题,该文提出一种考虑用户响应特性的综合需求响应优化激励模型,以综合能源服务商和多元用户为综合需求响应的参与主体,求解各方目标最优时的响应策略。首先,介绍综合需求响应的实施架构及电热气能量枢纽模型。其次,建立综合能源服务商和用户的综合需求响应协同优化策略,并证明了最优解的存在性和唯一性。最后,通过算例分析验证所提策略在多场景下均能降低综合能源服务商的响应成本和用户的不满意度。     

计及综合需求响应不确定性的园区综合能源系统优化运行模型

综合需求响应(IDR)能够提升园区综合能源系统(PIES)的运行经济性、灵活性和可靠性,实现PIES供需双侧的协同效益.针对PIES实际运行中的IDR不确定性问题,提出了计及IDR不确定性的PIES优化运行模型.首先,分别建立基于消费者心理学原理的可转移电负荷和可替代负荷响应不确定性模型.然后,根据热用户温度感知模糊性...