Page 95 - 电力与能源2023年第二期

吴迪凡，等：考虑综合需求响应和能量梯级高效利用的园区综合能源系统优化调度策略 189

式中 e——能源种类；E——所有可供能源构成 和 0.37； μ pro，σ pro，μ θ，σ θ——经济性目标的均值和方
的集合； U total——用户的综合效益；U u——用户的 差以及㶲效率目标的均值和方差，可由单目标多次
用能效用； β e，γ e——用户的效用系数；c e，park——园 计算得到，本文采用分别以均值和方差为目标进行
区向用户售能的单价。 单目标计算 5 次求得均值和方差，该部分主要表示
2.2 园区综合能源系统优化模型 两个目标的标准化，以避免量级差距带来的影响。

本文考虑园区综合能源系统的目标旨在实现 园区综合能源系统运行时需满足能量守恒，
园区利润的最大化和园区㶲效率的最优化。由于 因此需满足电、热、冷功率平衡约束。
存在多目标，本文考虑采用线性加权法进行处理， ï ï
ì P CHPE + P EES + P ele + P WT - P AC t AC = P eload
ï
ï ïP CHPH + P GB + P TES - P LBAC tr LBAC -
其权重采用层次分析法进行确定。园区利润函数 ï
í （9）
可表示为园区收益和园区运行成本的差值，即： ï ï P heat tr heat = P hload
ï
ï
（5） ï ï
î P AC + P LBAC + P CES = P cload
max C pro = C ear - C cost
式中 P CHPE——CHP 机组产生的电能；P EES——
式中 C pro——园区的利润；C ear——园区的收益，
即用户的用能成本； C cost——园区的成本，即园区 EES 释 放 的 电 能 ； P WT——WT 产 生 的 电 能 ；P AC
t
——AC 产 生 的 冷 能 ；r AC——AC 的 转 换 系 数 ；
购买外界能量的成本。
P CHPH——CHP 机组产生的热能；P GB——GB 产生
其中，园区成本主要由以下几方面组成：
的 热 能 ； P TES——EES 释 放 的 热 能 ；P LBAC——
C cost = C ele + C gas - C heat =
24 ) （6） LBAC 产生的冷能； tr LBAC——LBAC 的转换系数；
∑( P ele c ele + P gas c gas - P heat c heat
t = 1 tr heat——HE 的转换系数；P CES——CES 释放的冷
式中 C ele——日购电成本；C gas——日购气成本； 能； P eload，P hload，P cload——园区内电、热、冷负荷。
C heat——日购热成本；P ele，P gas，P heat——园区的购 园区综合能源系统的运行同时需满足大量的
电功率、购气成本和售热成本，均为正值； c ele，c gas， 不等式约束，包括：机组输出功率约束、储能设备
c heat—— 园 区 向 外 界 网 络 的 购 电 、购 气 和 售 热 约束、与外界配网交换功率约束等。
价格。 2.2.1 机组输出功率约束
㶲效率相比传统热效率考虑了不同能量之间 机组输出功率主要考虑其上限，且当设备运

的能量品质差异，使得效率计算更加贴合实际。 行 功 率 过 低 时 ，部 分 燃 烧 设 备 无 法 稳 定 运 行 ，
因此，本文引入㶲效率目标能够更好地实现能量 因此：
的梯级高效利用。 p eqi P n ≤ P eqi ≤ P n （10）

式中 p eqi——设备的稳定运行下限的百分比；P n
E out
max θ = =
E in （7） ——设备的额定功率；P eqi——园区内设备的输出
)
A ele P eload + A heat( P hload + P heat + A cold P cload 功率。
2.2.2 储能约束
A ele P ele + A gas P gas
式中 E out——一日内输出的总㶲；E in——一日内 储能设备考虑储能的耗散损失和过度释能保
输入的总㶲； P eload，P hload，P cload——园区内电、热、冷 护约束，且考虑储能设备初始带有一部分能量和
负荷； A ele，A heat，A cold，A gas——电、热、冷、气的能质 一日的起始和结束储能设备储能量一致，即：
系数。 )
ï ï
ì(1 - α Kloss SOC K( ) t - P S( ) t Δt α re
ï
因此，园区综合能源系统的目标函数可表示为 ï ( P SOC( ) t ≥ 0 )
ï
( C pro - μ pro ) ( ) SOC K(t 2) = í(1 - α Kloss SOC K( ) t - P S( ) t Δtα st
ï
ï ï
)
θ - μ θ
ï
C total = c t1 σ pro + c t2 σ θ （8） ï ï ( P SOC( ) t < 0 )
ï
ï
ï ï
式中 C total——最终的目标函数；c t1，c t2——两个 ï t 2 = t + Δt
î
目标的权重系数，由层次分析法确定分别为 0.63 （11）