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申请/专利权人：山东电工电气集团数字科技有限公司;山东电工电气集团有限公司

摘要：本发明公开一种基于价格型需求响应模型的综合能源系统运行优化方法，本方法考虑了综合能源系统的电、热、冷三种负荷同时响应的效果评估，采取双目标优化的方式对系统的运行成本和碳排放量两个目标进行优化。统筹考虑电力市场价格数据、园区设备特性数据、园区负荷数据等因素，建立综合能源系统价格型需求响应模型，首次采用NSGA‑II和模糊隶属度函数求出基于价格型需求响应模型的综合能源系统运行优化最优解。相关计算过程原理简单，实用性强，可有效降低运行成本以及系统负荷，促进用户侧参与综合能源系统运行。

主权项：1.一种基于价格型需求响应模型的综合能源系统运行优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S01）、获取综合能源系统运行的基础数据以及价格型需求响应模型对应的参数；S02）、构建基于实时电价的需求响应模型，以分时电价为基础建立实时电价需求响应模型，实时电价计算公式为： ，式中，Pspott表示园区综合能源系统对外的实时售电价格；Qt表示用户t时刻的电负荷；N表示仿真的时段数；Ptout表示基准电价，取国网公布的分时电价，即园区综合能源系统购买电力的分时电价；Qmin和Qmax表示对外售电的价格的约束下限和上限；根据用户需求价格弹性原理，价格型需求响应前后负荷量之间的关系式为： ，式中，Q0t表示响应前t时刻的用户负荷需求，表示响应后t时刻的用户负荷需求；σt，t0表示用户在t，t0时刻的需求价格弹性；P0t0表示响应前t0时刻的电价，Pt0表示响应后t0时刻的电价；S03）、构建模型目标函数与约束条件，根据步骤S01）中的数据建立综合能源系统运行优化模型，综合能源系统运行优化模型以最小运行成本和碳排放量为目标，将综合能源系统内部设备运行特性和负荷需求作为约束条件，采用双目标优化的方式对系统的运行成本和碳排放量两个目标进行优化，系统根据负荷情况产生实时电价，用户根据该价格参数需求响应；S04）、求解综合能源系统运行成本与碳排放量最低运行计划；采用带精英策略的非支配排序的遗传算法求解系统运行优化问题，求解得出的帕累托解采用模糊隶属度函数进行计算评价，从而得出综合能源系统运行成本与碳排放量最低运行计划；步骤S03）具体为：S31）、计算系统总运行成本，综合能源系统的运行成本包括燃气轮机消耗天然气的成本、燃气锅炉消耗天然气的成本、向电网购电成本、各设备单元的运行维护成本，计算公式为： ， ， ， ，式中，Fope表示运行成本；Fin表示运行收入；Pgridt是综合能源系统和电网之间的交换功率；Cgridt为交换功率的单位价格；Cgast为购买天然气的单位价格；Qgbt为燃气锅炉的产热功率；ηgb为燃气锅炉的产热效率；Pgtt为燃气轮机的发电功率；a、b和c为燃气轮机的燃料成本系数；HVgas为天然气的低热值；Pbess,cbess.ft为储能电池的充放电功率；Capbess为储能电池的总容量；Ccir为储能电池单次完全充放电的成本；Mcircle为储能电池的充放电次数；Xbess表示储能电池的数量；其中假设储能电池每次充放电的使用成本保持相同，Mjequ表示系统中第j个设备的单位功率维护成本；Pjequt表示系统中第j个设备的出力功率；Qcoolt表示系统内冷负荷；Pcoolt表示满足用户冷负荷的实时价格，Qhott表示系统内热负荷，Phott表示满足用户热负荷的实时价格，Pelet表示系统内的电负荷，Pspott表示园区综合能源系统对外的实时售电价格；S32）、计算系统碳排放量，计算公式为： ，式中，Ccarb是碳排放量；α是发电过程中污染物排放系数；Pgridt是综合能源系统和电网之间的交换功率；Pin,NGt表示天然气输入功率；β是天然气燃烧中污染物排放系数，HVgas为天然气的低热值；S33）、确定约束条件，约束条件包括能源平衡约束、能源供应约束以及能源系统运行约束，能源平衡约束包含电功率平衡约束、热功率平衡约束和冷功率平衡约束；为保证系统与能源网的安全，综合能源系统需遵循能源供应约束，能源系统运行约束包含设备运行约束、储能电池约束、天然气连接节点压力约束和分配系数约束。

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