(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211122246.7 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 国网辽宁省电力有限公司技能培训 中心 地址 辽宁省锦州市 凌河区松坡路128号 申请人 国家电网有限公司 　沈阳工业大 学 (72)发明人 于常乐　李文文　万家　杨林　 张晴晴　刘桁宇　许诗悦　徐浩然　 石徐磊　邢作霞　戚鹏龙　 (74)专利代理 机构 沈阳智龙专利事务所(普通 合伙) 21115 专利代理师 宋铁军 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种园区智慧能源系统动态用能优化提升 方法 (57)摘要 本发明属于电力系统优化运行技术领域， 尤 其涉及一种园区智慧能源系统动态用能优化提 升方法。 园区智慧能源系统是由供电、 供气、 供热 和供冷多种能源系统耦合形成， 通过整合园区中 电能、 天然气、 热能、 可再生能源多种能源形式， 优化调度各种能源参与综合需求响应， 实现不同 能源间的“取长补短 ”， 互补利用， 提高园区智慧 能源系统质量与效率。 本发明有助于增强系统的 稳定性， 提升能源转换效率， 增加系统的经济效 益， 通过源 ‑网‑荷协调优化控制有效提升园区智 慧能源系统质量与效率。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115438981 A 2022.12.06 CN 115438981 A 1.园区智慧能源系统动态用能优化提升方法， 其特征在于： 日前和日内多时间尺度响 应策略； 日前响应为双层优化策略， 协调优化园区内各类资源的运行， 在实现园区运营商收益 最大化的同时保障内部用户响应的收益； 上层为园区运营， 下层为内部用户； 园区得到上级 电网的需求响应任务量后以自身收益最大制定运行策略， 并将可控负荷响应功 率发给下层 用户； 下层用户以自身收益最大制 定自身的可控负荷响应功率后发送给上层园区运营商； 上下层之间通过加入惩罚函数 修改目标函数不断优化， 直到达到迭代精度 为止， 获得满足双方收益的需求响应功率Pareto 最优解； 上层目标函数： maxS＝Se+Sh+Sc+Sin‑Cgrid‑Cgas‑Cope‑Cess‑Ctes‑Csta      (1) 其中 S为园区收益， 元； Se、 Sh、 Sc、 Sin分别为供电、 供热、 供冷和参与需求响应收益； Cgrid、 Cgas、 Cope、 Cess、 Ctes分别为与从上级电网购电成本、 从上级天然气网购气成本、 设备运行成本、 电 储能成本、 热储能成本； Csta为用户参与响应时园区给与的补偿。 为t时刻用 户电、 热、 冷负荷响应功率； 为用户的电、 热、 冷 响应补贴价格； 下层目标函数； 式中K1,K2损失函数的二次项、 一次项系数； 日内响应策略为主从博弈的方法， 园区运营商和用户分别作为博弈的主导者和跟从 者； 园区运营商根据自身收益选定初始补偿电价、 冷热价， 并将价格信息下发给用户； 各用 户根据自身的用能计划和日前响应剩余可响应功 率， 在保证自身收益最大化的基础上计算 可控负荷响应功率， 并将响应功率上报给园区运营商； 园区运营商汇总得到用户的申报情 况之后， 根据自身收益重新制定补偿电价、 冷热价并下发给用户， 用户再次计算自身响应功 率并上报给园区。 经过多次博弈直至达到迭代精度为止， 获得满足园区运营商和用户收益 的需求响应功率Pareto 最优解； 园区运营商t时刻收益 函数： maxSt＝Et‑Ct                     (4) 其中St为园区在日内t时刻收益； Et为园区在t时刻运营收益； Ct为园区在t时刻运营成权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438981 A 2本； pgrid,t为t时刻向上级电网购电价格； pgas为向上级电网购气价格； pin为上级电网的需求 响应补贴价格； 为在t时刻因用户热、 冷负荷响应变化引起燃气轮机发电变化量； pe,t、 ph,t、 pc,t分别为用户 在t时刻的购电、 热、 冷价格； 为园区用户日内t时刻 电、 热、 冷负荷响应功率； 园区在t时刻给用户的电、 热、 冷响应补贴价格。 分别为吸收式制冷机热转冷效率、 燃气轮机电效率、 余 热锅炉热效率； LNG为 天然气热值； 内部用户t时刻收益 函数： 其中Se,t为用户在日内t时刻响应收益； 为日前用户在t时刻响应电功率。 2.根据权利要求1所述园区智慧能源系统动态用能优化提升方法， 其特征在于： 园区智 慧能源系统结构包括能源供应侧、 综合能源侧、 终端用户侧； 能源供应侧中上级电网通过电 缆与园区电网连接输送电能； 上级气网通过燃气管道与园区内部天然气网连接输送天然 气； 综合能源测的可再生能源通过电缆与园区电网连接输送电能； 电储能设备通过电缆与 园区电网连接进行充、 放电； 电制热设备通过电缆与园区电网连接获取电能， 通过供热管道 与园区热网连接输出热能； 电制冷设备通过电缆与园区电网连接获取电能， 通过供冷管道 与园区冷网连接输出冷能； 燃气轮机通过燃气管道与天然气网连接获取天然气， 通过电线 与园区电网连接输送电能， 通过供热管道与余热锅炉连接输送热能； 余热锅炉通过供热管 道与燃气轮机连接获取热能， 通过供热管道与园区热网连接输送热能； 燃气锅炉通过燃气 管道与天然气网连接获取天然气， 通过供热管道与园区热网连接输送热能； 热储能通过供 热管道与园区热网连接吸收、 释放热能； 吸收式制冷机通过供热管道与园区热网连接获得 热能， 通过供冷管道与园区冷网连接输出冷能。 终端用户侧中电负荷通过电缆与园区电网 连接获取电能； 热负荷通过供热管道与园区热网连接获取热能； 冷负荷通过供冷管道与园 区冷网连接获取冷能。 3.根据权利要求1所述园区智慧能源系统动态用能优化提升方法， 其特征在于： 园区智 慧能源系统通过先进信息通信技术和软件系统实现各类能源、 储能、 可控负荷的聚合和协 调优化， 作为一个特殊交易主体参与电力 市场和电网运行； 其中储能包括电储能和 化学储 能； 电储能为磷酸铁锂电池， 通过电缆与园区电网连接； 热储能为固体蓄热器， 通过供热管 道与园区热网连接； 可控负荷指的是用户负荷中可调节电负荷、 可调节冷热负荷和冷热电 耦合负荷， 即用户因改变冷热负荷从而导 致电负荷的变化。 4.根据权利要求1所述园区智慧能源系统动态用能优化提升方法， 其特征在于： 园区智 慧能源系统中的冷热电负荷通过激励响应的方式参与需求响应， 通过改变需求响应时段的 用能量参与响应获得补贴收益； 储能通过价格响应和激励响应的方式参与响应， 根据电价、 热价的高低调整充放能策略， 从而利用价格差获得收益， 或者直接在需求响应时段充放能 获得补贴收益， 并且实现削峰填谷的目的。 5.根据权利要求1所述园区智慧能源系统动态用能优化提升方法， 其特征在于： 在日前 响应中考虑可控负荷会受生产活动、 次日突发状况等多种客观因素的影响产生的响应偏权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438981 A 3