计及需求响应和储能的电-气综合能源系统优化调度

doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2020.05.001

电力建设 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (5): 1-8.doi: 10.12204/j.issn.1000-7229.2020.05.001

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计及需求响应和储能的电-气综合能源系统优化调度

苏俊妮1，张鑫1，赵俊炜1，张锐1，曲明辉2，杨艳红3

1. 广东电网有限责任公司东莞供电局，广东省东莞市 523000；2.东方电子股份有限公司，山东省烟台市 264000；3. 中国科学院电工研究所，北京市 100190

出版日期:2020-05-01
作者简介:苏俊妮（1978），女，高级工程师，广东省电机工程学会委员，主要研究方向为电力系统继电保护、信息技术；张鑫（1986），男，工程师，主要研究方向为电力调度运行、配网自动化管理、综合能源调度管理；赵俊炜（1988），男，工程师，主要研究方向为电力调度运行、配网自动化运维管理、配网自动化应用开放管理；张锐（1988），男，助理工程师，主要研究方向为配网自动化管理、综合能源调度管理；曲明辉（1990），男，工程师，主要研究方向为综合能源技术管理、信息技术开发应用；杨艳红（1985），男，副研究员，主要研究方向为交直流配电网、综合能源系统。
基金资助:
南方电网重点信息化项目（031900HK42180010）

Optimal Dispatching of Integrated Electricity-Gas System Considering Demand Response and Energy Storage

SU Junni1，ZHANG Xin1，ZHAO Junwei1，ZHANG Rui1，QU Minghui2，YANG Yanhong3

1. Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co., Ltd., Dongguan 523000, Guangdong Province, China；2. Dongfang Electronics Co., Ltd., Yantai 264000, Shandong Province, China；3. Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Online:2020-05-01

摘要/Abstract

摘要： 为实现电-气综合能源系统（integrated electricity-gas system，IEGS）优化经济运行，计及多元储能（multi-energy storage，MES）设备和综合需求响应（integrated demand response，IDR）项目的有效配合，提出了一种适合于区域IEGS的优化调度模型。在所构建的优化调度模型中，结合不同用能负荷的需求响应特性，并基于电力和天然气等能源的分时价格，分别从可削减负荷、可转移负荷和可替代负荷等方面对用户IDR响应量进行精细化描述，使其有效配合IEGS中MES设备运行，从而最小化系统运行成本。通过相关算例验证了所提模型的有效性，仿真结果表明，区域IEGS运营商通过综合应用MES和IDR，可充分发挥电力负荷和天然气负荷的时空互补特性，最大程度地提升系统的风电消纳能力，并进一步减少系统运行成本。

关键词: 电-气综合能源系统（IEGS）, 多元储能（MES）设备, 综合需求响应（IDR）, 优化调度, 风电消纳

Abstract: In order to optimize the economic operation of integrated electricity-gas system (IEGS) and take into account the effective cooperation of multi-energy storage (MES) equipment and integrated demand response (IDR), an optimal dispatching model suitable for regional IEGS is proposed in this paper. In the optimal dispatching model, combined with the demand response characteristics of different energy loads, according to the prices of electric power and natural gas, the IDR of terminal users is described in detail from the aspects of curtailable load, shiftable load and transformable load, so that they can effectively cooperate with the operation of MES equipment in IEGS to minimize the operating costs of the system. The validity of the proposed model is verified by relevant examples. The simulation results show that the regional IEGS operators can fully utilize the space-time complementary characteristics of electric power and natural gas loads through the comprehensive application of MES and IDR, maximize the wind power accommodation capacity of the system, and further decrease the operation costs of the system.

Key words: integrated electricity-gas system（IEGS）, multi-energy storage（MES）, ntegrated demand response（IDR）, optimal dispatching, wind power accommodation capacity

中图分类号:

TM 73

苏俊妮，张鑫，赵俊炜，张锐，曲明辉，杨艳红. 计及需求响应和储能的电-气综合能源系统优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 1-8.

SU Junni，ZHANG Xin，ZHAO Junwei，ZHANG Rui，QU Minghui，YANG Yanhong. Optimal Dispatching of Integrated Electricity-Gas System Considering Demand Response and Energy Storage[J]. Electric Power Construction, 2020, 41(5): 1-8.

参考文献

［1］石玉东, 蒋卓臻, 高红均, 等. 促进风电消纳的配电网分布式电源与电动汽车充电站联合鲁棒规划［J］. 可再生能源, 2018, 36(11): 1638-1644.
SHI Yudong, JIANG Zhuozhen, GAO Hongjun, et al. A joint robust planning of distributed generation and electric vehicle charging stations in distribution network to promote accommodation of wind power［J］. Renewable Energy Resources, 2018, 36(11): 1638-1644.
［2］瞿凯平,李昊飞,余涛. 邻近均分轴线法及其在电-气互联系统帕累托优化运行中的应用［J］. 中国电机工程学报, 2018, 38(7): 1990-2000.
QU Kaiping, LI Haofei, YU Tao. Adjoin uniform axes method and its application to the Pareto optimal operation of electric and natural gas combined systems［J］. Proceedings of the CSEE, 2018, 38(7): 1990-2000.
［3］王则凯, 别朝红, 李更丰. 计及储气的电气耦合系统鲁棒机组组合问题的研究［J］. 供用电, 2018, 35(11): 14-19, 26.
WANG Zekai, BIE Zhaohong, LI Gengfeng. Research on robust unit commitment of power and gas coupling system considering gas storage［J］. Distribution & Utilization, 2018, 35(11): 14-19, 26.
［4］李崇阳. 配电网-天然气互联系统可靠性评估模型研究［D］. 重庆: 重庆大学, 2018.
LI Chongyang. Research on reliability evaluation model of electrical distribution and natural gas interconnected system［D］. Chongqing: Chongqing University, 2018.
［5］武震. 分布式储能系统关键技术研究［D］. 天津: 天津大学, 2014.
WU Zhen. Studies on key technologies of distributed energy storage system［D］. Tianjin: Tianjin University, 2014.
［6］ WANG J X, ZHONG H W, MA Z M, et al. Review and prospect of integrated demand response in the multi-energy system［J］. Applied Energy, 2017, 202: 772-782.
［7］张伊宁, 何宇斌, 晏鸣宇, 等. 计及需求响应与动态气潮流的电-气综合能源系统优化调度［J］. 电力系统自动化, 2018, 42(20): 1-8.
ZHANG Yining, HE Yubin, YAN Mingyu, et al. Optimal dispatch of integrated electricity-natural gas system considering demand response and dynamic natural gas flow［J］. Automation of Electric Power Systems, 2018, 42(20): 1-8.
［8］高滢, 王芃, 薛友, 等. 计及需求侧管理的电-气集成能源系统协同规划［J］. 电力系统自动化, 2018, 42(13): 3-11.
GAO Ying, WANG Peng, XUE You, et al. Collaborative planning of integrated electricity-gas energy systems considering demand side management［J］. Automation of Electric Power Systems, 2018, 42(13): 3-11.
［9］郭尊, 李庚银, 周明, 等. 计及综合需求响应的商业园区能量枢纽优化运行［J］. 电网技术, 2018, 42(8): 2439-2447.
GUO Zun, LI Gengyin, ZHOU Ming, et al. Optimal operation of energy hub in business park considering integrated demand response［J］. Power System Technology, 2018, 42(8): 2439-2447.
［10］ NI L N, LIU W J, WEN F S, et al. Optimal operation of electricity, natural gas and heat systems considering integrated demand responses and diversified storage devices［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 2018, 6(3): 423-437.
［11］安磊, 王绵斌, 齐霞, 等. "风、光、火、蓄、储"多能源互补优化调度方法研究［J］. 可再生能源, 2018, 36(10): 1492-1498.
AN Lei, WANG Mianbin, QI Xia, et al. Optimal dispatching of multi-power sources containing wind/ photovoltaic/thermal/hydro-pumped and battery storage［J］. Renewable Energy Resources, 2018, 36(10): 1492-1498.
［12］曾鸣, 刘英新, 周鹏程, 等. 综合能源系统建模及效益评价体系综述与展望［J］. 电网技术, 2018, 42(6): 1697-1708.
ZENG Ming, LIU Yingxin, ZHOU Pengcheng, et al. Review and prospects of integrated energy system modeling and benefit evaluation［J］. Power System Technology, 2018, 42(6): 1697-1708.
［13］ CUI H T, LI F X, HU Q R, et al. Day-ahead coordinated operation of utility-scale electricity and natural gas networks considering demand response based virtual power plants［J］. Applied Energy, 2016, 176: 183-195.

[1]	张卫国, 陈良亮, 成海生, 付蓉, 季娟. 基于电动汽车供电资源态势感知的台区负荷弹性调度策略[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 48-56.
[2]	王瀚琳, 刘洋, 许立雄, 陈贤邦, 谭思维. 考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 87-98.
[3]	尚慧玉, 林鸿基, 李忠憓, 赵宏伟, 陈明辉, 阳曾, 文福拴. 计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 111-119.
[4]	郑惠萍, 曾鹏, 刘新元, 程雪婷, 薄利明, 杨尉薇, 张一帆, 崔杨. 基于误差前馈预测的多时空尺度风电集群有功功率分层控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 120-128.
[5]	张浩禹，邱晓燕，周晟锐，赵有林，李凌昊，张楷 . 基于机会约束目标规划的多电-气互联综合能源系统分布式优化模型[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 82-91.
[6]	魏震波，任小林，黄宇涵. 考虑综合需求侧响应的区域综合能源系统多目标优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 92-99.
[7]	陈曦，徐青山，杨永标. 考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 107-113.
[8]	林紫菡，蒋晨威，陈明辉，尚慧玉，赵宏伟，阳曾，王一铮，文福拴. 计及柔性负荷的综合能源系统低碳经济运行[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 9-18.
[9]	都成，魏震波. 基于模糊激励型需求响应的微电网两阶段优化调度模型[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 37-44.
[10]	刘明华，刘文霞，刘晨苗，刘宗歧，李守强，张鹤，闫浩，朴折勇. 电极式锅炉参与电网调频服务下供热系统日前优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 1-2.
[11]	王莉，吴国沛，曾顺奇，何仲潇，董树锋. 考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应[J]. 电力建设, 2019, 40(9): 52-63.
[12]	袁桂丽，董金凤，魏更，贾新潮. 基于需求响应和多能互补的冷热电联产微网优化调度[J]. 电力建设, 2019, 40(9): 64-72.
[13]	陈厚合，李汶明，张儒峰，钱叶牛. 考虑建筑供冷区域储能特性的工业园区综合能源系统日前优化调度模型[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 43-50.
[14]	朱金菊，赵清松，刘成刚，王勇，李琼慧，龙虹毓. 考虑终端“储热”差异性的调峰能力提升与风电消纳最优化技术[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 69-76.
[15]	周思宇，刘成刚，戈阳阳，赵清松，李琼慧，王彩霞，龙虹毓. 面向风电消纳的车-储-热协同调度策略[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 77-83.

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