【电力系统】日前、日内两阶段需求响应热电综合能源联合调度研究附Matlab代码

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🔥 内容介绍

随着全球能源危机日益严重和环境保护意识的不断提升，构建高效、清洁、可持续的能源系统成为当今能源领域的重要发展方向。综合能源系统(Integrated Energy System, IES)作为一种集电力、热力、天然气等多能源于一体的新型能源供应模式，能够有效提高能源利用效率、降低能源消耗和环境污染，因此受到了广泛关注。然而，IES的运行调度面临着能源种类繁多、能量耦合复杂、负荷波动性大等挑战。需求响应(Demand Response, DR)作为一种重要的需求侧管理手段，能够有效引导用户改变用能行为，平抑负荷峰谷差，提高能源系统的稳定性和经济性。本文旨在研究日前、日内两阶段需求响应热电综合能源联合调度策略，以期提升IES的整体运行性能。

一、综合能源系统与需求响应的必要性与挑战

传统的单一能源系统往往存在能源利用效率低、环境污染严重等问题。IES通过多能互补和能量梯级利用，可以有效提高能源利用效率，降低运行成本和环境影响。同时，IES还可以利用分布式能源和储能系统，增强系统的抗扰动能力和供能可靠性。然而，IES的复杂性也给其运行调度带来了巨大的挑战：

• 多能源耦合的复杂性：

   IES涉及到电力、热力、天然气等多种能源的转换和传输，各能源系统之间存在复杂的耦合关系。如何协调不同能源系统的运行，充分发挥各能源系统的优势，是IES调度面临的重要问题。

• 负荷波动的不确定性：

   电力、热力等负荷的波动性会给IES的稳定运行带来挑战。特别是在可再生能源渗透率不断提高的背景下，风电、光伏等新能源的间歇性和不确定性更加剧了负荷的波动。

• 优化算法的复杂性：

   IES的优化调度涉及到多个目标函数和约束条件，是一个复杂的混合整数非线性规划问题。如何设计高效的优化算法，在保证求解精度的前提下，提高求解速度，是IES调度面临的另一个挑战。

需求响应(DR)作为一种灵活的需求侧管理手段，可以通过价格激励、直接控制等方式引导用户改变用能行为，从而降低系统峰值负荷、平抑负荷波动、提高能源利用效率和系统稳定性。DR可以分为基于激励的DR和基于价格的DR两种类型。基于激励的DR是指电力公司直接向用户提供补贴，以鼓励用户减少或转移用电负荷。基于价格的DR是指电力公司通过实时电价等方式引导用户改变用电行为。在IES中，DR不仅可以应用于电力负荷，还可以应用于热力负荷和天然气负荷，从而实现多能源负荷的协同控制，提高IES的整体运行性能。

二、日前、日内两阶段需求响应热电综合能源联合调度模型构建

为了有效解决IES的调度问题，本文提出了一种日前、日内两阶段需求响应热电综合能源联合调度模型。该模型充分考虑了电力、热力负荷的波动性和不确定性，以及需求响应策略的实施效果，旨在实现IES运行成本最小化和供能可靠性最大化。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

[1] 王利猛,刘雪梦,李扬,等.阶梯式碳交易机制下考虑需求响应的综合能源系统低碳优化调度[J].电力建设, 2024, 45(2):102-114.DOI:10.12204/j.issn.1000-7229.2024.02.009.

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