栗 然， 彭湘澤， 呂慧敏， 王炳乾

(華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，河北 保定 071003)

0 引 言

為了推動(dòng)能源革命,實(shí)現(xiàn)能源綠色轉(zhuǎn)型,發(fā)展綠色低碳能源和實(shí)現(xiàn)全面綠色轉(zhuǎn)型是關(guān)鍵。氫能可作為能源耦合、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換媒介,在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[1],對(duì)低碳減排、提高利用效率和保護(hù)環(huán)境具有重要意義[2,3]。綜合能源系統(tǒng)(Integrated Energy System,IES)具有綜合化、智能化、市場(chǎng)化的特性,成為實(shí)現(xiàn)能源低碳、高效利用的重要途徑,受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注[4,5]。

目前,在雙碳目標(biāo)的背景下,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化配置問題已經(jīng)進(jìn)行了深入研究。文獻(xiàn)[6]在研究風(fēng)-氫互補(bǔ)及低碳特征的基礎(chǔ)上,提出了利用碳捕獲技術(shù)建立風(fēng)-氫低碳能源系統(tǒng)的最優(yōu)配置方法。文獻(xiàn)[7]設(shè)計(jì)了電-氣一體化系統(tǒng)的功率容量?jī)?yōu)化方案,該方案在季節(jié)性和日內(nèi)兩個(gè)尺度方面都具有一定的應(yīng)用價(jià)值。文獻(xiàn)[8]為解決區(qū)域能源利用效率低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高的問題,提出了一種新的分布式資源和能量存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)規(guī)劃模型。文獻(xiàn)[9] 基于全壽命周期理論對(duì)光儲(chǔ)電站容量進(jìn)行優(yōu)化配置。文獻(xiàn)[10]將地源熱泵及混合儲(chǔ)能系統(tǒng)引入?yún)^(qū)域綜合能源系統(tǒng)。文獻(xiàn)[11]研究了以儲(chǔ)能電站為基礎(chǔ)的多微電網(wǎng)兩級(jí)最優(yōu)配置方案,上層為儲(chǔ)能電站長(zhǎng)期規(guī)劃,下層為日前的多微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行。文獻(xiàn)[12]針對(duì)一種基于能量供需響應(yīng)和魯棒性可調(diào)場(chǎng)景的社區(qū)綜合能源系統(tǒng),提出了一種雙層優(yōu)化配置策略。文獻(xiàn)[13]考慮了電力市場(chǎng)供求相互作用下IES投資經(jīng)營(yíng)者和配電系統(tǒng)投資經(jīng)營(yíng)者之間的主從關(guān)系,建立了主從博弈下配電網(wǎng)-多綜合能源協(xié)同規(guī)劃模型。文獻(xiàn)[14]參照現(xiàn)行的能源定價(jià)模型,建立了包含氫儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商和各方博弈參與者的博弈模型,構(gòu)建了三級(jí)主從博弈框架。

上述關(guān)于IES優(yōu)化配置研究主要包含三種方法,第一種是綜合能源系統(tǒng)單層規(guī)劃;第二種是綜合能源系統(tǒng)雙層規(guī)劃,上層考慮規(guī)劃配置,下層考慮優(yōu)化運(yùn)行,通過KKT條件將下層模型轉(zhuǎn)為上層模型的約束條件求解;第三種是通過主從博弈建立不同利益主體,實(shí)現(xiàn)綜合能源優(yōu)化配置。對(duì)于不同利益主體采用主從博弈是一種較優(yōu)的方法,然而主從博弈的求解大多采用迭代算法,結(jié)果可能并非最優(yōu)解,因此本文采用KKT條件將下層模型轉(zhuǎn)化為上層的約束條件,然后求解。

在現(xiàn)有綜合能源系統(tǒng)研究中,多數(shù)負(fù)荷聚合商僅考慮用戶負(fù)荷特性差異[15,16]或僅考慮負(fù)荷需求響應(yīng)[17,18],未考慮用戶作為能源消費(fèi)者,亦可通過自身能源轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的購能選擇,更好地滿足自身需求,因此在下層模型中,本文將考慮含電制熱設(shè)備和需求響應(yīng)的用戶群。

碳中和背景下間歇性風(fēng)光資源將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)火電,氫儲(chǔ)能(Hydrogen Storage System,HSS)以零碳排放[19]、聯(lián)儲(chǔ)聯(lián)供[20]、靈活轉(zhuǎn)換[21]等優(yōu)點(diǎn)成為解決可再生能源不確定性的有效途徑之一,將過剩的新能源轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存,在需要時(shí)轉(zhuǎn)化為電、熱能釋放出來,可改善綜合能源系統(tǒng)功率不平衡問題,提高運(yùn)營(yíng)商收益。

本文為消納新能源、提高運(yùn)營(yíng)商收益、降低用戶群購能成本,設(shè)計(jì)含氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)雙層框架,結(jié)合含電制熱設(shè)備用戶群和需求響應(yīng),提出了考慮需求響應(yīng)和電制熱用戶群的含氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)雙層優(yōu)化配置模型,建立了上層長(zhǎng)時(shí)間尺度含氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)配置模型和下層短時(shí)間尺度考慮需求響應(yīng)和電制熱設(shè)備的用戶群優(yōu)化運(yùn)行模型;然后,采用KKT條件和Big-M法將雙層模型轉(zhuǎn)為單層模型求解;最后通過算例驗(yàn)證所提模型的經(jīng)濟(jì)性和有效性。

1 含氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)雙層框架

IES具有多種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備,多能互補(bǔ)為其靈活運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件,綜合能源運(yùn)營(yíng)商作為管理者,協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各設(shè)備運(yùn)行情況,并做出合理的規(guī)劃運(yùn)行決策。設(shè)定綜合能源系統(tǒng)中含有運(yùn)營(yíng)商以及負(fù)荷聚合商。具體框架如圖1所示。

圖1 含氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)雙層框架Fig.1 Two-layer framework for integrated energy system with hydrogen energy storage

由于上層運(yùn)營(yíng)商和下層智能用戶群屬于不同利益主體,所以采用雙層優(yōu)化進(jìn)行氫儲(chǔ)能容量配置。上層運(yùn)營(yíng)商作為綜合能源系統(tǒng)管理者,含有熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)忮仩t、電熱儲(chǔ)能設(shè)備,可與用戶側(cè)進(jìn)行電熱交易,此外為提高綜合能源系統(tǒng)靈活性,上層運(yùn)營(yíng)商配置氫儲(chǔ)能設(shè)備,當(dāng)新能源充足時(shí),通過電解槽制氫并存儲(chǔ);當(dāng)新能源不能滿足負(fù)荷時(shí),通過能源轉(zhuǎn)化釋放能量,滿足缺額。

下層負(fù)荷聚合商將多種不同類型的用戶聚合起來,用戶側(cè)包括電、熱負(fù)荷,且每個(gè)用戶含有光伏與電制熱設(shè)備。設(shè)定從運(yùn)營(yíng)商的購電電價(jià)小于電網(wǎng)分時(shí)電價(jià),當(dāng)上層運(yùn)營(yíng)商能源充足時(shí),下層用戶將會(huì)優(yōu)先選擇從運(yùn)營(yíng)商買電;同時(shí)當(dāng)下層用戶光伏出力大于電負(fù)荷時(shí),此時(shí)用戶既可通過電制熱設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為熱能,以滿足自身熱需求,也可將多余的光伏出售給運(yùn)營(yíng)商。用戶熱負(fù)荷能量來源更加豐富,一部分來自上層運(yùn)營(yíng)商;另一部分由電制熱設(shè)備供應(yīng),且可進(jìn)行需求響應(yīng),極大提高靈活性。

在雙層框架中,上層運(yùn)營(yíng)商從長(zhǎng)時(shí)間尺度出發(fā)進(jìn)行規(guī)劃配置,下層智能用戶群從日前運(yùn)行角度優(yōu)化成本,分屬于不同的利益主體。考慮到負(fù)荷與新能源出力的不確定性,上層規(guī)劃配置考慮一年中四個(gè)典型日,按每個(gè)典型日出現(xiàn)的概率,將上層的年投資規(guī)劃成本歸算到每天。下層優(yōu)化運(yùn)行考慮用戶群整體的運(yùn)行成本,各智能用戶均可與上層運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行能源交互,滿足自身電熱負(fù)荷。

2 雙層優(yōu)化配置模型

2.1 精細(xì)化氫儲(chǔ)能模型

氫能作為未來的低碳能源,具有零排放的特點(diǎn)。在電解槽中,通過電解水得到氫氣,同時(shí)釋放一定的熱量,并將余熱回收,多余的氫氣可儲(chǔ)存,在缺能時(shí)通過氫燃料電池供能。精細(xì)化氫儲(chǔ)能涉及電、氫、熱能量耦合,具體特性如下:

(1)

2.2 上層含氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)配置模型

2.2.1 上層目標(biāo)函數(shù)

目標(biāo)函數(shù)為最大化運(yùn)營(yíng)商收益,即

(2)

(1)氫儲(chǔ)能投資成本

(3)

式中:Eel、Eh、Efuel為電解槽、儲(chǔ)氫罐、氫燃料電池容量,a、b、c分別為單位容量成本系數(shù);m為投資使用年限。

(2)與電網(wǎng)交互費(fèi)用

(4)

(3)購氣費(fèi)用

(5)

式中:cgas為單位天然氣價(jià)格;PGT,t,w為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率;QGB,t,w為燃?xì)忮仩t輸出熱功率;ηGT為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率;ηGB為燃?xì)忮仩t熱效率;LNG為天然氣熱值,取9.7kW·h/m3。

(4)與下層交互電收益

(6)

式中:λ3,t為運(yùn)營(yíng)商的售電單價(jià);λ4,t為運(yùn)營(yíng)商購電單價(jià);Pb,t,w、Ps,t,w為下層智能用戶第w個(gè)場(chǎng)景下t時(shí)刻購電總量與售電總量。

(5)與下層交互熱收益

(7)

式中:λ5,t為上層運(yùn)營(yíng)商的售熱單價(jià);Qb,t,w為下層智能用戶t時(shí)刻購熱總量。

(6)需求響應(yīng)費(fèi)用

(8)

式中:λ6,t、λ7,t、λ8,t、λ9,t分別為電熱需求響應(yīng)單價(jià);Pshift,t,w、Pcut-e,t,w、Qshift,t,w、Qcut-h,t,w分別為電熱需求響應(yīng)量。

2.2.2 上層模型約束條件

(1)電功率平衡

(9)

(2)熱功率平衡

QGB,t,w+PHX,t,w+Qel,t,w+Qfuel,t,w+Qdis,t,w-Qch,t,w=Qb,t,w

(10)

2.3 下層考慮需求響應(yīng)與電制熱用戶群模型

下層模型求解含電制熱設(shè)備用戶群優(yōu)化運(yùn)行,決策變量為:智能用戶從電網(wǎng)購電量、與運(yùn)營(yíng)商熱交互、電熱需求響應(yīng)量、與運(yùn)營(yíng)商電交互、從運(yùn)營(yíng)商購售電狀態(tài)位、電制熱設(shè)備電功率。

2.3.1 需求響應(yīng)與電制熱模型

用戶側(cè)考慮電熱需求響應(yīng),包含負(fù)荷轉(zhuǎn)移量和削減量,其中轉(zhuǎn)移量包含負(fù)荷轉(zhuǎn)入量與負(fù)荷轉(zhuǎn)出量。則需求響應(yīng)與電制熱模型如下:

電熱負(fù)荷可轉(zhuǎn)移條件如下:

(11)

(12)

電制熱設(shè)備模型如下:

(13)

則需求響應(yīng)收益為

(14)

2.3.2 下層目標(biāo)函數(shù)

下層模型的目標(biāo)函數(shù)為最小化含電轉(zhuǎn)熱用戶群日運(yùn)行成本,即

(15)

(1)從電網(wǎng)購電成本

(16)

(2)與上層運(yùn)營(yíng)商電交互成本

(17)

(3)從上層運(yùn)營(yíng)商購熱成本

(18)

式中:Pgridbuy,i,t,w為智能用戶i在第w個(gè)場(chǎng)景下t時(shí)刻從電網(wǎng)購電功率;Pbuy,i,t,w、Psell,i,t,w為用戶與運(yùn)營(yíng)商電交互功率;Qbuy,i,t,w為用戶與運(yùn)營(yíng)商熱交互功率。

2.3.3 下層模型約束條件

(1)不等式約束

(19)

(2)上下層交互約束

(20)

上下層交互約束包含:下層各用戶從運(yùn)營(yíng)商購售電之和等于上層運(yùn)營(yíng)商購售電之和;下層運(yùn)營(yíng)商購熱功率之和等于上層運(yùn)營(yíng)商供熱;用戶電熱需求響應(yīng)之和等于上層運(yùn)營(yíng)商調(diào)用需求響應(yīng)的量;用戶電熱需求響應(yīng)轉(zhuǎn)入總量等于轉(zhuǎn)出總量。

(3)電功率平衡

(21)

(4)熱功率平衡

Qbuy,i,t,w+ηehPeh,i,t,w=QLi,t,w+

(22)

3 雙層模型求解

本文構(gòu)建的雙層模型可通過KKT條件將下層優(yōu)化模型轉(zhuǎn)為上層規(guī)劃模型的約束條件,通過大M法將互補(bǔ)松弛條件線性化,使得模型可求解。上層模型的決策變量包括電解槽、儲(chǔ)氫罐和氫燃料電池的規(guī)劃配置,燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率和發(fā)熱功率,運(yùn)營(yíng)商與電網(wǎng)交互功率以及狀態(tài)位,燃?xì)忮仩t發(fā)熱功率,電熱儲(chǔ)能充放電功率及其狀態(tài)位;下層模型的決策變量為各用戶購售電功率及其狀態(tài)位,購熱功率,電熱需求響應(yīng)功率,電轉(zhuǎn)熱設(shè)備耗電功率等。

采用大M線性化,約束條件均類似,故舉例說明:

(23)

雙層模型轉(zhuǎn)為單層模型過程:

(24)

4 算例分析

算例選取某綜合能源系統(tǒng)中一年4個(gè)典型日的實(shí)際數(shù)據(jù),每個(gè)典型日對(duì)應(yīng)的天數(shù)為 91天,假設(shè)綜合能源系統(tǒng)配置氫儲(chǔ)能,風(fēng)電集中在夜晚,含有用戶光伏出力大于負(fù)荷的時(shí)刻,同時(shí)具有多種能源耦合設(shè)備。根據(jù)用戶群的電熱負(fù)荷需求差異,分為工業(yè)用戶、商業(yè)用戶和居民用戶,各智能用戶均含有電制熱設(shè)備,可根據(jù)自身負(fù)荷需求,提高靈活性。電熱需求響應(yīng)參數(shù)λ6、λ7、λ8、λ9分別為0.2元/kW·h,0.35元/kW·h,0.1元/kW·h,0.2元/kW·h。

算例場(chǎng)景設(shè)置如下:

場(chǎng)景1:考慮上層運(yùn)營(yíng)商規(guī)劃投資電制氫設(shè)備,考慮下層智能用戶使用電制熱設(shè)備;

場(chǎng)景2:考慮上層運(yùn)營(yíng)商規(guī)劃投資電制氫設(shè)備,不考慮下層智能用戶使用電制熱設(shè)備;

場(chǎng)景3:不考慮上層運(yùn)營(yíng)商規(guī)劃投資電制氫設(shè)備,考慮下層智能用戶使用電制熱設(shè)備;

場(chǎng)景4:不考慮上層運(yùn)營(yíng)商規(guī)劃投資電制氫設(shè)備,不考慮下層智能用戶使用電制熱設(shè)備。

運(yùn)營(yíng)商投資建設(shè)氫儲(chǔ)能單位成本以及各設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率如表1所示。

表1 氫儲(chǔ)能單位投資成本

設(shè)置上層運(yùn)營(yíng)商向用戶售電價(jià)格低于電網(wǎng)購電電價(jià),可使智能用戶主動(dòng)從運(yùn)營(yíng)商買電,減少與電網(wǎng)直接交互。智能用戶售電單價(jià)為0.3元/kW·h,從運(yùn)營(yíng)商購電、購熱單價(jià)和從電網(wǎng)購電價(jià)格如圖2所示。

圖2 購能單價(jià)Fig.2 Unit price of energy purchase

圖3為居民區(qū)4個(gè)典型日的負(fù)荷與光伏功率曲線,通過典型場(chǎng)景法來考慮負(fù)荷與新能源的不確定性,商業(yè)用戶與工業(yè)用戶類似,故不再詳細(xì)贅述。

圖3 居民區(qū)負(fù)荷與光伏功率曲線Fig.3 Residential loads and solar power curve

4.1 各場(chǎng)景結(jié)果對(duì)比分析

從表2中可知,對(duì)比場(chǎng)景1和場(chǎng)景3,在上層運(yùn)營(yíng)商投資建設(shè)電制氫后,運(yùn)營(yíng)商的收益增加1 612.48元,這是因?yàn)樵谏蠈舆\(yùn)營(yíng)商規(guī)劃氫儲(chǔ)能設(shè)備后,智能用戶可將多余的光伏出售給運(yùn)營(yíng)商,降低自身運(yùn)行成本,同時(shí)運(yùn)營(yíng)商可將風(fēng)電以氫能的形式存儲(chǔ)起來,在需要的時(shí)候放出,以達(dá)到削峰填谷的作用,減少生產(chǎn)總成本。對(duì)比場(chǎng)景1和場(chǎng)景2、場(chǎng)景3和場(chǎng)景4可知,當(dāng)下層用戶含有電制熱設(shè)備時(shí),多智能用戶成本明顯降低,分別降低888.44元和1 747.7元,這是因?yàn)殡娭茻嵩O(shè)備可將多余的光伏轉(zhuǎn)化為熱能,從而減少從上層運(yùn)營(yíng)商購熱,降低總購能成本。而場(chǎng)景1和場(chǎng)景2相比,由于場(chǎng)景2不考慮下層用戶群電制熱設(shè)備,因此上層運(yùn)營(yíng)商需要配置更多的氫儲(chǔ)能,導(dǎo)致投資成本增加。

表2 場(chǎng)景對(duì)比

在不考慮上層氫儲(chǔ)能設(shè)備規(guī)劃與下層用戶群電制熱設(shè)備時(shí),此時(shí)新能源消納率僅為72.25%,而當(dāng)考慮下層電制熱設(shè)備時(shí),消納率提高了11.9%,是因?yàn)殡娭茻嵩O(shè)備可通過額外光伏出力制熱,增加了消納途徑;當(dāng)上層配備氫儲(chǔ)能設(shè)備時(shí),此時(shí)的新能源消納率均達(dá)到100%,是因?yàn)闅鋬?chǔ)能可將額外的新能源轉(zhuǎn)為氫能存儲(chǔ)起來。

4.2 氫儲(chǔ)能配置結(jié)果

氫儲(chǔ)能配置結(jié)果如表3所示,配置氫儲(chǔ)能日成本之和為1 211.46元,日凈收益為25 017.63元,氫儲(chǔ)能日成本占比4.84%。合理規(guī)劃氫儲(chǔ)能的容量,有利于促進(jìn)功率平衡,減少上層運(yùn)營(yíng)商的生產(chǎn)成本,因?yàn)樵谟卸嘤嗟碾娔軙r(shí),通過電解槽轉(zhuǎn)為氫能,在缺電時(shí),通過氫燃料電池將能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能,并且此時(shí)會(huì)釋放出一定量的熱,使得熱能來源更加豐富,實(shí)現(xiàn)了氫儲(chǔ)能的多樣化能源轉(zhuǎn)換特性。

表3 氫儲(chǔ)能配置結(jié)果

4.3 上層氫儲(chǔ)能設(shè)備和下層電制熱設(shè)備對(duì)功率平衡影響

4.3.1 含氫儲(chǔ)能設(shè)備上層運(yùn)營(yíng)商

圖4為冬季典型日氫儲(chǔ)能的日周期儲(chǔ)能變化曲線,此時(shí)電制氫的電能來源為上層運(yùn)營(yíng)商的風(fēng)電以及下層用戶的光伏出力,在晚高峰時(shí)段通過氫燃料電池產(chǎn)生電能與熱能,供給各智能用戶,達(dá)到降低自身生產(chǎn)成本的作用。

圖4 氫儲(chǔ)能日周期儲(chǔ)能變化Fig.4 HSS daily cycle energy storage change

由圖5可知,在冬季典型日,上層運(yùn)營(yíng)商電解槽主要工作在9:00-15:00,此時(shí)上層風(fēng)電資源較為充足,與此同時(shí),下層智能用戶群光伏發(fā)電充足,在滿足自身電負(fù)荷以及電制熱設(shè)備耗電供熱后,可將余量出售給上級(jí)運(yùn)營(yíng)商。在17:00-24:00,此時(shí)發(fā)電來源于風(fēng)電、燃料電池、燃?xì)廨啓C(jī)和儲(chǔ)能放電,在白天時(shí)段積蓄的電能和氫能均釋放出來滿足智能用戶的基本供電。而且,上層運(yùn)營(yíng)商僅在13:00將多余的電上網(wǎng),這是因?yàn)樯蠈舆\(yùn)營(yíng)商在建設(shè)氫儲(chǔ)能設(shè)備后,能源轉(zhuǎn)化形式更加多樣化,通過電制氫可將某些時(shí)刻過剩的新能源存儲(chǔ)起來,無新能源出力時(shí),通過燃料電池釋放,從而減少與電網(wǎng)的交互。

由圖6可知,上層運(yùn)營(yíng)商從0:00-16:00主要由燃?xì)忮仩t來供熱以滿足下層智能用戶群需求,由于燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)的特性,在熱能的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)電,導(dǎo)致電能過剩,因此在上述時(shí)段中,燃?xì)廨啓C(jī)不工作。此外,若利用電制氫余熱,則需配置大量的電制氫設(shè)備,使生產(chǎn)成本大幅提高,因此由燃?xì)忮仩t供熱,既可滿足熱需求,同時(shí)也不會(huì)棄風(fēng)棄光。在17:00以后此時(shí)由燃?xì)忮仩t、燃?xì)廨啓C(jī)、氫燃料電池聯(lián)合供熱,熱能來源更加豐富。

圖6 運(yùn)營(yíng)商熱功率平衡Fig.6 Operator thermal power balance

4.3.2 含電制熱設(shè)備與需求響應(yīng)下層用戶群

冬季典型日居民用戶電熱功率平衡如圖7所示,對(duì)于居民區(qū),電負(fù)荷峰值集中在9:00和21:00,而光伏出力在13:00達(dá)到最大,因此,在負(fù)荷出現(xiàn)峰值附近,與上級(jí)運(yùn)營(yíng)商的電交互更加頻繁。

圖7 居民用戶電熱功率平衡Fig.7 Residential user electric and thermal power balance

在3:00-6:00無光伏出力,上層運(yùn)營(yíng)商風(fēng)電出力較小,若由上級(jí)運(yùn)營(yíng)商以電網(wǎng)電價(jià)購電,然后以售電電價(jià)出售給用戶,會(huì)提高運(yùn)營(yíng)商的生產(chǎn)成本,而且此時(shí)電網(wǎng)電價(jià)處于谷價(jià),因此,安排用戶直接從電網(wǎng)購電。而在8:00-17:00,此時(shí)光伏出力較大,因此,用戶可通過電制熱滿足自身熱需求。對(duì)于用戶,還是以購熱為主,由于購熱單價(jià)較低,對(duì)于上層運(yùn)營(yíng)商,一方面自身可以滿足下層用戶的熱需求,另一方面,調(diào)整用戶熱需求響應(yīng)需要一定的費(fèi)用,因此,從運(yùn)營(yíng)商的角度,不需要調(diào)用熱需求響應(yīng)。

5 結(jié) 論

本文以含氫儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)為研究對(duì)象,為解決系統(tǒng)功率不平衡、網(wǎng)側(cè)運(yùn)營(yíng)商收益和負(fù)荷側(cè)用戶成本的問題,提出了一種考慮負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)和含電制熱設(shè)備用戶群的綜合能源系統(tǒng)氫儲(chǔ)能雙層優(yōu)化配置模型,上層求解長(zhǎng)時(shí)間尺度綜合能源系統(tǒng)氫儲(chǔ)能配置,下層為考慮需求響應(yīng)和電制熱的用戶群日前優(yōu)化運(yùn)行?；贙KT條件和線性化理論,將問題轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃。最后以實(shí)際算例驗(yàn)證模型的有效性和經(jīng)濟(jì)性,結(jié)論如下:

(1)通過合理配置氫儲(chǔ)能,可提高能源利用效率,減少功率失衡風(fēng)險(xiǎn),增加運(yùn)營(yíng)商收益,并且利用氫儲(chǔ)能調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)新能源100%消納。

(2)用戶群引入電制熱設(shè)備和需求響應(yīng),能夠通過能源轉(zhuǎn)換和分時(shí)價(jià)格以及需求響應(yīng)補(bǔ)償引導(dǎo)用戶調(diào)整購能計(jì)劃,降低下層用戶群購能成本,提高用戶靈活性。