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综合能源系统(Integrated Energy System,IES)通过将能源的生产、传输、存储、使用与分配的各个环节进行互联,是目前最为行之有效解决能源危机和环境问题的方法。随着能源市场化交易的有序推进,负荷侧在系统中的作用愈发重要,而综合能源系统示范项目所呈现出来的多能耦合、多主体博弈等特征,为综合能源系统的协同优化带来了新的挑战。基于此,为解决负荷不确定性、多能耦合以及多主体博弈带来的挑战,本文主要研究工作如下:
基于当前柔性负荷在综合需求响应技术中(Integrated Demand Response,IDR)扮演着举足轻重的作用,提出了计及用户行为的楼宇型综合能源系统优化调度模型。首先,介绍了三种不同柔性负荷的特征模型,并引入弹性系数矩阵法分析柔性负荷参与IDR的效益;其次,为分析人体舒适度对室内能源调度的影响,采用平均热感觉指数(Predicted Mean Vote,PMV)对人体舒适度进行温度化,并建立了建筑物的等效热阻模型,将建筑物的热交换过程以电路形式表示用以求解建筑物内冷/热功率与温度的关系;继而基于供能设备、储能设备的运行特性和经济特性,结合用户行为,建立了优化调度模型,并采用MATLAB的Yalmip/Cplex工具箱进行求解,得到最优调度方案;最后,通过设计五个场景,对比分析了IDR在提升系统经济性以及提高能源消纳方面的作用,通过比较是否考虑舒适度指标,验证了所提PMV与等效建筑热阻模型的有效性。
针对综合能源系统多目标优化、多主体博弈等特征,基于所建立的用户行为特征,建立了包括用户在内的多主体模型,提出了综合能源系统多主体利益均衡优化目标。首先,基于综合能源园区的设备属性和资源禀赋,将综合能源园区分为了综合能源服务商(Integrated Energy Service Provider,IESP)、可再生能源拥有者(Renewable Energy Owner,REO)以及用户三大主体,并建立了各自的目标函数;其次,利用超平面投影(Hyperplane Projection, HP)可有效平衡解集收敛性和分布性的特点,提出了基于超平面投影的NSGA-Ⅱ算法,用于求解单个主体存在多目标的情况;继而构建了“一主两从”博弈模型用以求解多主体利益均衡关系,并基于Stackelberg博弈模型对均衡解的存在性与唯一性进行了分析;最后,算例分析说明了所提改进NSGA-Ⅱ算法的有效性,分析了所提多主体博弈模型的协同优化调度结果,并与全局统一调度方案相对比,验证了所提多主体利益均衡调度方案的实用性。
基于当前柔性负荷在综合需求响应技术中(Integrated Demand Response,IDR)扮演着举足轻重的作用,提出了计及用户行为的楼宇型综合能源系统优化调度模型。首先,介绍了三种不同柔性负荷的特征模型,并引入弹性系数矩阵法分析柔性负荷参与IDR的效益;其次,为分析人体舒适度对室内能源调度的影响,采用平均热感觉指数(Predicted Mean Vote,PMV)对人体舒适度进行温度化,并建立了建筑物的等效热阻模型,将建筑物的热交换过程以电路形式表示用以求解建筑物内冷/热功率与温度的关系;继而基于供能设备、储能设备的运行特性和经济特性,结合用户行为,建立了优化调度模型,并采用MATLAB的Yalmip/Cplex工具箱进行求解,得到最优调度方案;最后,通过设计五个场景,对比分析了IDR在提升系统经济性以及提高能源消纳方面的作用,通过比较是否考虑舒适度指标,验证了所提PMV与等效建筑热阻模型的有效性。
针对综合能源系统多目标优化、多主体博弈等特征,基于所建立的用户行为特征,建立了包括用户在内的多主体模型,提出了综合能源系统多主体利益均衡优化目标。首先,基于综合能源园区的设备属性和资源禀赋,将综合能源园区分为了综合能源服务商(Integrated Energy Service Provider,IESP)、可再生能源拥有者(Renewable Energy Owner,REO)以及用户三大主体,并建立了各自的目标函数;其次,利用超平面投影(Hyperplane Projection, HP)可有效平衡解集收敛性和分布性的特点,提出了基于超平面投影的NSGA-Ⅱ算法,用于求解单个主体存在多目标的情况;继而构建了“一主两从”博弈模型用以求解多主体利益均衡关系,并基于Stackelberg博弈模型对均衡解的存在性与唯一性进行了分析;最后,算例分析说明了所提改进NSGA-Ⅱ算法的有效性,分析了所提多主体博弈模型的协同优化调度结果,并与全局统一调度方案相对比,验证了所提多主体利益均衡调度方案的实用性。