計及電-氣-熱-氫需求響應的綜合能源系統多時間尺度低碳運行優化策略

李天格，胡志堅，陳 志，劉盛輝

（武漢大學電氣與自動化學院，湖北武漢 430072）

0 引言

隨著社會經濟的發展，傳統用能需求快速擴張的同時也涌現出一些新興的用能需求，為實現人類可持續發展與環境保護目標，各國紛紛加快能源結構轉型進程，制定能源低碳發展戰略［1-3］。對此，我國提出“雙碳”目標，為能源電力系統的橫向多能互補與縱向“源-網-荷-儲”協調發展轉型提供條件。綜合能源系統（integrated energy system，IES）打破了電、氣、熱等多種傳統獨立運營的能源體系壁壘，根據能源互補特性與能量梯級利用的原則，將多能體系耦合進行統一規劃與協調運營，提升綜合網絡的能源利用效率與系統可靠性［4-7］。隨著能源供給側結構性改革的持續推進，能源供給結構不斷優化，對IES的研究與應用將更為深入與廣泛。

現有研究對IES 內的電、氣、熱／冷負荷的綜合需求響應已取得一定成果［8-10］。文獻［8］給出區域IES 的完全解耦、部分解耦與完全耦合3 種運行模式并提出適用的混合潮流算法；文獻［9］通過建立含有電、氣、熱3種儲能的IES的運行方式，以成本費用最小為目標建立優化模型，提高清潔能源消納率；文獻［10］計及電、氣、熱負荷柔性特征和可調度價值，建立負荷需求響應模型，提高了IES 內能源利用效率。以上文獻大多考慮電、氣、熱／冷這類傳統形式的負荷及其需求響應，較少考慮極具應用潛力的氫能的情形。在實現碳減排目標方面，諸多文獻在所建立的IES 模型的經濟目標中引入碳排放懲罰費用，并取得了較好的碳減排效果［11-14］。……