基于电-热分时间尺度平衡的综合能源系统日前经济调度

- 18 -高 新 技 术根据英国石油公司的数据，2020年，世界范围内的石油需求下降，而对可再生能源（例如风力、太阳能等）的需求快速增加[1]。

2020年，全球风力和太阳能装机量增加了约238 GW 。

其中，太阳能装机量、风力装机量分别增加了127 GW 、111 GW 。

可再生能源增加对降低碳排放起到了明显的作用，2020年，全球一次能源消耗减少了4.5%，碳排放减少了6.3%[2]。

随着可再生能源发电容量不断扩大，太阳能发电产量创下历史新高，而中国的增幅则达到了2.1%，是世界上能源需求增长最快的国家之一[3]。

2020年，全球可再生能源消费增速为9.7%，其中太阳能发电增速为1.3 EJ ，创下了历史新高。

中国的可再生能源消费比去年同期增加了1.0 EJ ，属于全球可再生能源增长贡献最大的国家之一[4]。

其次为美国，增加了0.4个能级，而欧洲则为0.7个能级。

为了扩大新能源的使用范围，该文将以某新能源电力系统为例，从分级多目标角度入手，设计一种全新的优化调度方法，以优化相关工作。

1 含太阳能热发电的新能源电力系统日前调度模型为了方便后续对新能源电力系统分级多目标进行优化调度，需要构建日前调度模型。

模型中包括电力系统运行目标函数、太阳能热发电模型、光伏发电模型、风电模型以及电池储能电站模型等[5]。

日前调度的目标函数如公式（1）所示。

min cos cos cos cos cos t t t t t t G t PV t CSP t WD i T¦1 （1）式中：cos t 为新能源电力系统运行时的总成本；cos t G t 为t 时刻火电机组类别下的发电成本；cos t t PV 为t 时刻光伏机组类别下的发电成本；cos t t GSP 为t 时刻热电站类别下的发电成本；cos t t WD 为t 时刻风电机组类别下的发电成本。

直接结合数学理论可以得到其他类型的模型，该文主要构建太阳能热发电站模型[6]。

考虑柔性负荷的综合能源系统低碳经济优化调度薛开阳;楚瀛;凌梓;李子林【摘要】随着低碳发展进程的不断推进,综合能源系统(IES)逐渐成为实现减排目标的重要支撑技术.基于能源集线器概念,结合需求侧柔性负荷的可平移、可转移、可削减特性,构建了含风光储、燃气轮机、柔性负荷等在内的IES模型.综合考虑了系统运行成本和碳交易成本,建立了以总成本最低为优化目标的IES低碳经济调度模型,采用鲸鱼优化算法对算例进行求解.通过场景对比,分析了碳交易因素对能源调度的影响,以及在碳交易体系之下,柔性负荷的合理调度对IES进一步减少碳排放、降低系统成本可发挥的作用.研究结果表明,在碳交易体系下,柔性负荷参与调度能有效地提高系统的经济环境综合效益.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2019(037)008【总页数】8页(P1206-1213)【关键词】综合能源系统;柔性负荷;碳交易;鲸鱼优化算法;优化调度【作者】薛开阳;楚瀛;凌梓;李子林【作者单位】上海电力学院, 上海 200090;上海电力学院, 上海 200090;上海电力学院, 上海 200090;上海电力学院, 上海 200090【正文语种】中文【中图分类】TK0190 引言当前，能源消费规模不断扩大，环境问题日益严峻，实现能源结构的优化问题已逐渐成为社会的重要议题。

综合能源系统（Integrated Energy System，IES）在促进节能减排、推动能源体系变革方面将起到至关重要的作用[1]。

现有的IES 优化调度主要以系统运行成本最低为调度目标，却忽略了IES 运行过程中的环境成本。

在寻求可兼顾经济环境效益IES 调度模型的过程中，碳交易机制的提出为IES 减少碳排放提供了新思路。

文献[2]针对电、热、气联供的IES提出阶梯型碳交易成本计算方法。

文献[3]基于LCA 能源链提出一种碳排放系数计量方法，并研究了碳交易对IES 能效的影响。

文献[4]将碳交易机制引入传统经济调度模型中，实现了对火电机组碳排放量的削减。

第50卷第5期电力系统保护与控制Vol.50 No.5 2022年3月1日 Power System Protection and Control Mar. 1, 2022 DOI: 10.19783/ki.pspc.210888基于多主体主从博弈的区域综合能源系统低碳经济优化调度王 瑞1，程 杉1，汪业乔1，代 江2，左先旺1(1.智慧能源技术湖北省工程研究中心(三峡大学)，湖北 宜昌 443002；2.贵州电网有限责任公司，贵州 贵阳 550002)摘要：为解决环境污染以及区域综合能源系统中多市场主体利益冲突的问题，提出一种考虑奖惩阶梯型碳交易机制和双重激励综合需求响应策略的区域综合能源系统多主体博弈协同优化方法。

首先，为充分考虑系统的低碳性，在博弈模型中引入奖惩阶梯型碳交易机制限制各主体碳排放量，并在用户侧提出了基于价格和碳补偿双重激励的综合需求响应策略。

其次，考虑源-荷-储三方主动性和决策能力，以能源管理商为领导者，供能运营商、储能运营商和用户为跟随者，建立了基于碳交易和博弈协同优化的多主体低碳交互机制，并构建了各主体的交易决策模型。

最后，采用结合Gurobi工具箱的自适应差分进化算法对所提模型进行求解。

仿真结果验证了所提模型和方法的有效性，即各主体在低碳框架下可以合理调整自身策略，并兼顾系统经济、环境效益。

关键词：区域综合能源系统；低碳交互；多主体博弈；碳交易；综合需求响应Low-carbon and economic optimization of a regional integrated energy system based ona master-slave game with multiple stakeholdersWANG Rui1, CHENG Shan1, WANG Yeqiao1, DAI Jiang2, ZUO Xianwang1(1. Engineering Center for Intelligent Energy Technology (China Three Gorges University), Yichang 443002, China;2. Guizhou Power Grid Co., Ltd., Guiyang 550002, China)Abstract: To solve the problems of environmental pollution and the conflict of interests of multi-market players in a regional integrated energy system, a multi-agent game collaborative optimization method for a regional integrated energy system considering a reward and punishment ladder carbon trading mechanism and dual incentive integrated demand response is proposed. First, to fully consider the low-carbon nature of the system, a reward and punishment ladder carbon trading mechanism is introduced to limit the carbon emissions of each stakeholder. Then an integrated demand response strategy based on price and carbon compensation is proposed on the user side. Secondly, considering the initiative and decision-making ability of the source, load and storage parties, a multi-agent low-carbon interaction mechanism based on carbon trading and game collaborative optimization is proposed, and the decision-making model of each stakeholder is constructed.Finally, an adaptive differential evolution algorithm combined with the Gurobi toolbox is used to solve the proposed model. The simulation results verify the effectiveness of the proposed model. In a low-carbon framework, each stakeholder can reasonably adjust its own strategies and take into account the economic and environmental benefits of the system.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 51607105).Key words: regional integrated energy system; low-carbon interaction; multi-agent game; carbon trading; integrated demand response0 引言随着能源需求上升及环境污染日益严重，安全高效、低碳清洁已成为能源发展的主流方向[1-2]。

“综合能源系统优化调度”资料汇整目录一、综合能源系统优化调度综述二、考虑阶梯式碳交易与供需灵活双响应的综合能源系统优化调度三、基于深度强化学习的综合能源系统优化调度四、基于需求响应的电热综合能源系统优化调度研究综述五、基于柔性行动器评判器深度强化学习的电气综合能源系统优化调度六、考虑电热储能互补协调的综合能源系统优化调度综合能源系统优化调度综述随着能源结构和需求的不断变化，综合能源系统逐渐成为研究的热点。

综合能源系统是指将两种或多种能源类型通过一定的方式进行优化组合，以实现提高能源利用效率、降低能源消耗和减少环境污染的目的。

而综合能源系统的优化调度是实现上述目标的关键。

本文将综述综合能源系统优化调度的现状、研究方法、成果及不足，并探讨未来的研究方向。

在目前的综合能源系统中，优化调度主要面临着以下几个难点：多能源类型的协调与优化：综合能源系统涉及多种能源类型，如电力、燃气、热力等，如何实现这些能源类型的协调与优化是一大挑战。

能源供应与需求的动态平衡：由于能源需求和供应的波动性，如何在保证能源供应的同时，实现能源需求的动态平衡，是一个亟待解决的问题。

系统安全与稳定运行：综合能源系统的运行安全和稳定性是优化调度的重点，如何在保证系统安全的同时实现优化调度是一大挑战。

经济性与环保性：在优化调度过程中，需要同时考虑经济效益和环保效益，如何实现两者的平衡是一大难题。

针对上述难点，现有的研究主要集中在以下几个方面：建模与算法研究：建立综合能源系统的优化调度模型，并采用适当的算法进行求解，是解决优化调度问题的关键。

目前，研究者们提出了诸多建模和算法方案，如混合整数规划、动态规划、遗传算法等。

数据采集与处理：为了实现综合能源系统的优化调度，需要采集和处理大量的数据。

目前，数据采集和处理的手段日益丰富，如物联网、大数据分析等，为优化调度的实现提供了有力的支持。

系统安全与稳定性研究：针对综合能源系统的安全与稳定运行，研究者们提出了诸多策略和方法，如采用稳定的能源供应、制定合理的调度策略等。

(54)发明名称面向碳中和的电-气-热综合能源系统优化调度方法(57)摘要本发明提供一种面向碳中和的电‑气‑热综合能源系统优化调度方法。

属于综合能源优化调度技术领域。

方法包括以下步骤：步骤一：建立综合能源系统模型；步骤二：建立约束条件，根据综合能源系统内的运行设备，建立单元设备元件的约束条件，包括电网子系统约束、气网子系统约束、热网子系统约束、能量枢纽约束；步骤三：利用步骤一和步骤二，对综合能源系统模型进行求解，找到最优解，对电‑气‑热综合能源系统进行优化调度。

本发明的方法使可再生能源风能的消纳达到了最大化，即无风电浪费的情况，对于未来新能源的规划和运行模式提供了新思路，也给未来微电网的建设提供了很大参考价值。

权利要求书3页 说明书9页 附图5页C N 115619168 A1.一种面向碳中和的电‑气‑热综合能源系统优化调度方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：建立综合能源系统模型，综合考虑IES的购能成本阶梯式碳交易成本和弃风成本构建运行总成本F最小的低碳经济调度目标如下：步骤二：建立约束条件，根据综合能源系统内的运行设备，建立单元设备元件的约束条件，包括电网子系统约束、气网子系统约束、热网子系统约束、能量枢纽约束；步骤三：利用步骤一和步骤二，对综合能源系统模型进行求解，找到最优解，对电‑气‑热综合能源系统进行优化调度。

2.如权利要求1所述的面向碳中和的电‑气‑热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述方法步骤一中：购能成本式中：P g.buy(t)为t时段的购能量；αt ,βt 分别为t时间段的电价、气价；阶梯式碳交易成本实际碳排放模型如下：式中：E IES ,1、E e ,buy.1分别为IES、上级购电的实际排放量；E total.1为燃煤机组、燃气机组总的实际碳排放量；E MR ,1为MR设备实际吸收的co 2量，P total (t)为t时间段燃煤机组和燃气机组，甲烷反应吸收设备等效输出功率；a 1,b 1,c 1和a 2,b 2,c 2分别为燃煤机组和燃气机组设备供能碳排放计算参数；为MR设备氢能转天然气过程吸收co 2的参数；阶梯式碳交易成本为：式中：μ为碳交易基价，m为价格增长率，L为碳排区间长度；1/3页CN 115619168 A弃风成本式中：δDG 为风电弃风惩罚成本；P DG ,cut (t)为t时段的弃风功率。

电气传动2023年第53卷第10期ELECTRIC DRIVE 2023Vol.53No.10摘要：原有的电力系统调度模型是物理模型与信息模型分立的。

建立信息物理融合的电力系统调度模型，可以充分分析与挖掘可调资源的调节能力，扩大电力系统可调度空间，增强电网对可再生能源的消纳能力。

为此以我国现有电力系统调度框架为基础，提出了一种信息物理融合的电力系统日前-日内调度框架，在此框架下对电力系统源-网-荷建模，形成信息物理融合的电力系统日前-日内调度模型。

基于所建模型，以经济调度为目标，提出了电力系统日前-日内优化调度策略。

算例分析验证了所提策略的有效性，结果表明电力系统的信息物理融合建设可以降低系统的运行成本。

最后指出在电力系统的信息物理融合建设过程中应以目标为导向，建设多时间尺度的分层级信息物理融合电力系统。

关键词：信息物理融合；电力系统调度框架；日前-日内；多时间尺度中图分类号：TM73文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd24228Day -ahead and Intra -day Optimal Dispatching of Cyber -physical Integrated Power SystemCHENG Kai ，WANG Pengyu ，BAO Tao ，YU jinyi ，ZHANG Zihao（Digital Grid Research Institute of China Southern Power Grid ，Guangzhou 510000，Guangdong ，China ）基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（SYYKJXM20210054）作者简介：程凯（1995—），男，硕士，研究员，Email ：***************信息物理融合的电力系统日前-日内优化调度程凯，王鹏宇，包涛，俞靖一，张子昊（南方电网数字电网研究院有限公司，广东广州510000）Abstract:The original power system dispatching model is separated from physical model and information model.Establishing a cyber-physical integrated power system dispatching model can fully analyze and explore the regulation ability of adjustable resources ，expand the dispatchable space of power system ，and enhance the grid's ability to consume renewable energy.Based on the existing power system dispatching framework in China ，a cyber-physical integrated day-ahead and intra-day dispatching framework for the power system was proposed ，under which the source -grid -load model of the power system was established to form a cyber-physical integrated day-ahead and intra-day dispatching model for the power system.Based on the proposed model ，the optimal day-ahead and intra-day dispatching strategy was proposed with the objective of economic dispatching.The effectiveness of the proposed strategy was verified by example analysis ，and the results show that the construction of cyber-physical integration in power systems can reduce the operation cost of system.Finally ，it was pointed out that the construction of multi-timescale hierarchical cyber-physical integrated power system should be goal-oriented in the process of cyber-physical integration construction of power system.Key words:cyber-physical integration ；power system dispatching framework ；day-ahead and intra-day ；multi-timescale2021年两会碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告。

电力系统的电能平衡与调度电力是现代社会运转的重要支撑，各行各业都离不开电力供应。

为了保证电力的可靠供应，电力系统需要实现电能平衡和调度，以确保能够满足用户的需求。

一、电能平衡的概念与意义电能平衡是指电力系统中的发电量必须等于负荷量加上损耗量。

电力系统中各部分之间的电能交换需要保持平衡，这样才能确保系统的稳定运行。

电能平衡的实现对于保证电力系统的可靠供应至关重要。

电力系统的电能平衡需要考虑多个因素，其中之一是电力负荷的波动。

电力负荷是指供电对象在单位时间内所需要的电功率，根据使用习惯和季节变化，负荷量会有所波动。

为了满足不同负荷时段的需求，电力系统需要实现灵活的电能调度。

二、电能调度的原则与方法电能调度是指根据电力系统中的发电设备、负荷需求和电网条件等因素，通过合理安排发电量和调整电能交换方式，以实现电能平衡的一种管理措施。

电能调度的原则包括经济性、安全性和可靠性。

在满足负荷需求的前提下，电能调度需要确保电网的经济运行，避免不必要的电能浪费。

同时，电能调度还需要保证电网的安全运行，预防电网事故的发生。

另外，电能调度还需要确保电网的可靠供电，保证用户的用电质量。

电能调度的方法可以分为基于经验的方法和基于模型的方法。

基于经验的方法是根据历史数据和经验规则进行判断和决策。

在这种方法中，人的经验起着至关重要的作用。

而基于模型的方法则是通过建立数学模型，运用优化算法和技术手段，对电能调度进行系统分析和计算，以求得最优的调度方案。

三、电能平衡与调度的挑战和应对措施电能平衡与调度过程中，面临着一些挑战和问题。

一个突出的问题是可再生能源的接入和消纳。

随着环保意识的提高，可再生能源如风能和太阳能成为了各国电力发展的重点。

然而，可再生能源具有间歇性和波动性的特点，对电力系统的电能平衡与调度产生了一定的挑战。

为了解决可再生能源的消纳问题，可以采取多种措施。

一方面，可以通过建设电力储能系统，将过剩的可再生能源转化为储存的电能，以备不时之需。

多能互补集成优化技术导则目录目录 (2)前言 ...................................................... 错误!未定义书签。

1. 范围 (3)2. 规范性引用文件 (3)3. 术语、定义与缩略语 (4)4. 基本原则 (5)4.1.因地制宜 (5)4.2.源荷协同 (5)4.3.多方共赢 (5)4.4.可再生能源优先利用 (5)5. 多能互补系统模型 (5)5.1.适用范围 (5)5.2.类型 (5)5.3.选择方式 (6)5.4.层次关系 (6)5.5.模型架构 (6)5.6.模型要求 (7)6. 多能互补集成优化技术要求 (8)6.1.多能互补集成优化流程 (8)6.2.规划设计方法 (8)6.3.多能互补系统运行技术要求 (8)6.4.多能互补控制系统技术要求 (9)7. 多能互补系统评价指标体系 (10)7.1.指标体系构成 (10)7.2.技术评价指标 (10)7.3.经济效益评价指标 (10)7.4.社会效益评价指标 (10)7.5.评价方法 (10)附录A（规范性附录）多能互补集成优化流程 (12)附录B（规范性附录）符号说明 (13)附录C（规范性附录）指标计算公式 (14)多能互补集成优化技术导则1.范围本标准规定了多能互补集成优化技术的术语和定义、基本原则、多能互补系统模型、技术要求及多能互补系统评价指标体系。

本标准适用于以多能互补为特征的‘源-网-荷-储’系统的规划、设计、建设和评估。

2.规范性引用文件GB/T 14909 能量系统㶲分析技术导则GB/T 15910 热力输送系统节能监测GB/T 17522 微型水力发电设备基本技术要求GB 19577 冷水机组能效限定值及能效等级GB/T 20513 光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导则GB/T 21369 火力发电企业能源计量器具配备和管理要求GB/T 23331 能源管理体系要求GB/T 2589 综合能耗计算通则GB/T 28751 企业能量平衡表编制方法GB/Z 28805 能源系统需求开发的智能电网方法GB/T 30716 能量系统绩效评价通则GB/T 32128 海上风电场运行维护规程GB/T 33757.1 分布式冷热电能源系统的节能率第1部分：化石能源驱动系通GB/T 34129 微电网接入配电网测试规范GB 50366 地源热泵系统工程技术规范GB/T 50065 交流电气装置的接地设计规范DL/T 476 电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 5137 电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T5438 输变电工程经济评价导则DL/T 559 220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T 860.7420 电力企业自动化通信网络和系统第7-420部分：基本通信结构分布式能源逻辑节点DL 890.452 能量管理系统应用程序接口（EMS-API）T/CEC 101.1 能源互联网第1部分：总则T/CEC 106 微电网规划设计评价导则IEC 529 防护等级IEC 60870-5 远动设备及系统传输规约IEC 870-5-101 远动设备及系统传输现约基本远动任务配套标准IEC 870-5-102 电力系统中传输电能脉冲计数量配套标准IEC 870-5-103 远动设备及系统传输规约保护通信配套标准IEC 870-5-104 远动网络传输规约IEC TR63043 可再生能源发电功率预测3.术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

电力系统鲁棒经济调度1. 本文概述本文旨在探讨电力系统鲁棒经济调度的问题。

随着能源需求的日益增长和可再生能源的广泛接入，电力系统的复杂性日益增强，使得电力系统的稳定、安全和高效运行面临巨大挑战。

鲁棒经济调度作为电力系统运行优化的关键环节，对于提高电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。

本文将首先介绍电力系统鲁棒经济调度的基本概念和研究背景，阐述其在实际电力系统运行中的重要性。

我们将回顾和梳理国内外在电力系统鲁棒经济调度领域的研究现状和进展，包括相关理论、方法和技术的发展。

在此基础上，本文将重点探讨鲁棒经济调度的建模与优化方法，分析其在考虑不确定性和风险约束下的优化决策问题。

我们还将关注鲁棒经济调度在实际应用中的挑战和解决方案，例如如何处理大规模电力系统的计算复杂性和实时性问题。

2. 电力系统经济调度基础电力系统经济调度是指在保证电力生产安全、优质和满足客户用电需求的条件下，采用各种技术措施和管理措施，使电力生产设备处于最佳工作状态，以达到电力系统电能成本最低。

经济调度是电力企业经营活动的重要内容之一，也是调度管理的基本要求之一。

经济调度的发展可以分为两个阶段：经典经济调度和现代经济调度。

经典经济调度主要在20世纪60年代以前，重点关注机组间负荷分配问题，提出了等微增率分配负荷的最优准则。

现代经济调度则从60年代开始，随着数字计算机和最优化技术引入电力系统，经济调度发展到了新阶段，如最优潮流等。

经济调度的基础性资料包括机组的耗煤量曲线和微增率曲线。

这些资料的准确性直接影响经济调度的效益。

电力负荷预测也是经济调度的重要内容，不同周期的负荷预测有不同的变化规律，预测精度直接影响经济调度的效益。

在机组组合问题上，当水电厂的调节能力受到限制时，火电机组的启停计划就需要进行最优组合，以适应负荷的变化，并使发电费用最小。

水火电经济协调问题也需要充分研究，以实现水电厂的调峰能力和系统整体经济效益的平衡。

随着电网的不断扩大和电网互联，联合电力系统经济调度问题也变得重要起来。