計及需求響應與動態氣潮流的電—氣綜合能源系統優化調度

張伊寧, 何宇斌, 晏鳴宇, 郭創新, 馬世英, 宋墩文

(1. 浙江大學電氣工程學院, 浙江省杭州市 310027; 2. 華中科技大學電氣與電子工程學院, 湖北省武漢市 430074;3. 電網安全與節能國家重點實驗室(中國電力科學研究院有限公司), 北京市 100192)

0 引言

電—氣綜合能源系統(integrated electricity-natural gas system,IEGS)是指以電力系統為核心,融合天然氣系統的現代能源系統[1-2]。近年來,國內外學者針對IEGS的優化運行,已有一些基礎性研究。文獻[3]提出IEGS的統一建模框架。文獻[4]提出一種考慮多類型儲能設備的IEGS規劃方法。為提升系統韌性,文獻[5]和文獻[6]分別提出考慮設備N-K故障的IEGS魯棒優化運行方法和計及新能源波動的IEGS韌性優化調度方法。

需求響應可引導用戶理性用能,合理轉移高峰用電以平抑負荷峰谷,對提升電力系統運行效率具有重要作用[7]。文獻[8]定義彈性矩陣以反映負荷隨電價關系,為價格型需求響應的研究奠定了基礎[9]。文獻[10-12]分別從用戶滿意度、需求響應不確定性和風電消納等方面,研究了價格型響應對電力系統優化調度的影響。如何在IEGS中引入需求響應在國際上尚處于探索階段。文獻[13]在IEGS中考慮需求響應機制,并在文獻[14]中進一步考慮需求響應的靈活爬坡能力。文獻[15]考慮IEGS中聯合循環燃氣輪機的需求響應機制,并證明了納什均衡點的存在。以上研究均只考慮了IEGS中電力側的需求響應機制,忽略了天然氣側需求響應對系統運行靈活性、可靠性的提升,并且未考慮不同能源之間在用能高峰時的相互替代作用[16]。……