考虑需求响应不确定性的多园区综合能源系统分布式协同优化调度

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随着园区综合能源系统的规模化发展,多个用能需求互补且位置相近的园区综合能源系统可以相互联结形成多园区综合能源系统,通过园区间能量互济与园区内多能互补以提高系统运行的经济性和稳定性。而随着电力需求侧响应市场的开放,园区可通过实施综合需求响应以进一步提高收入,但园区源荷出力与柔性负荷响应调节量的不确定性会影响园区参与需求侧响应的实际效果和补偿收益。针对上述问题,本文对考虑需求响应不确定性的多园区综合能源系统分布式协同优化调度展开研究,主要研究内容如下:(1)建立多园区综合能源系统分布式协同调度架构。然后采用能源耦合矩阵形式,提出了一种基于母线式结构的多园区综合能源系统分布式协同调度模型。(2)基于上述模型,提出了一种考虑低碳的多园区综合能源系统分布式协同优化调度策略。首先,引入碳排放权交易机制,以考虑低碳的系统运行成本最小为优化目标。然后,采用交替方向乘子法将多园区综合能源系统协同优化调度模型解耦为多个子园区主体独立优化调度模型,实现分布式并行求解。其次,采用Shapley值法,按各园区主体对整体的边际贡献率对合作收益进行公平再分配。最后算例结果表明,所提策略在实现节能减排的同时,可提高各园区综合能源系统的运行经济性,解决了传统协同优化调度策略中存在整体经济性最优与个体利益需求之间的矛盾。(3)在上述优化策略的基础上,提出了一种考虑需求响应不确定性的多园区综合能源系统分布式协同优化调度策略。首先,对园区综合需求响应资源进行建模,然后应用三角模糊数描述源荷出力以及电热柔性负荷响应量的不确定性,建立考虑需求响应不确定性的多园区综合能源系统协同调度模型。其次,根据模糊规划理论,将模糊约束等效转换为确定性约束形式以便于求解。最后算例结果表明,所提策略通过实施计及不确定性的综合需求响应,在有效降低系统运行成本的同时,提高了系统运行可靠性。此外算例分析了模糊机会约束置信水平和用能满意度损失系数对系统调度运行的影响。
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