Multi-objective Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Heat Integrated Energy System Considering Comprehensive Energy Efficiency

Yurong DING; Hongkun CHEN; Jun WU; Qinghui LOU; Jiaqi LIAO; Baolin LI

doi:10.7500/AEPS20200811002

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Multi-objective Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Heat Integrated Energy System Considering Comprehensive Energy Efficiency

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Multi-objective Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Heat Integrated Energy System Considering Comprehensive Energy Efficiency
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 2, Pages: 64-73(2021)
- 作者机构：
  
  1.武汉大学电气与自动化学院，湖北省武汉市 430072
  2.南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China
- DOI：10.7500/AEPS20200811002
  CLC：
- Received：11 August 2020，
  
  Revised：2020-10-10，
  
  Published Online：30 November 2020，
  
  Published：25 January 2021
- 稿件说明：
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丁煜蓉,陈红坤,吴军等.计及综合能效的电-气-热综合能源系统多目标优化调度[J].电力系统自动化,2021,45(2):64-73.

DING Yurong,CHEN Hongkun,WU Jun,et al.Multi-objective Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Heat Integrated Energy System Considering Comprehensive Energy Efficiency[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):64-73.
丁煜蓉,陈红坤,吴军等.计及综合能效的电-气-热综合能源系统多目标优化调度[J].电力系统自动化,2021,45(2):64-73. DOI： 10.7500/AEPS20200811002.

DING Yurong,CHEN Hongkun,WU Jun,et al.Multi-objective Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Heat Integrated Energy System Considering Comprehensive Energy Efficiency[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):64-73. DOI： 10.7500/AEPS20200811002.

摘要

为了充分挖掘综合能源系统（IES）用能侧的用能潜力以进一步提高能源利用效率，提出一种IES多目标优化调度模型及求解方法。兼顾供能侧与用能侧的协同优化，建立了考虑综合需求响应的综合能效模型并引入优化目标，以系统经济成本最低与综合能效最高为目标建立了电-气-热IES多目标优化调度模型。采用Charnes-Cooper变换对综合能效目标进行线性化，从而实现分式规划问题的准确快速求解，并使用改进

-约束法得到Pareto前沿集。算例采用修改的IEEE 24节点电力系统、比利时20节点天然气系统与14节点热力系统的耦合系统，对4种场景下的系统经济成本与综合能效进行分析。结果表明，所提模型能够引导电力用户与多能用户合理选择综合需求响应行为，通过供需双侧的协同优化进一步提升IES整体能效，并验证了优化调度结果对于平衡IES经济、高效运行目标的可行性。

Abstract

A multi-objective optimal dispatch model of the integrated energy system (IES) and its solution method are proposed for fully tapping the energy use potential on the energy use side of the IES to further improve the energy utilization efficiency. Taking into account the coordinated optimization of the energy supply side and the energy use side

a comprehensive energy efficiency model considering integrated demand response is established and the optimization objectives are introduced. Aiming at the lowest system economic cost and the highest comprehensive energy efficiency

the multi-objective optimal dispatch model of the electricity-gas-heat IES is established. Charnes-Cooper transform is used to linearize the comprehensive energy efficiency objective

so as to solve the fractional programming problem accurately and quickly. And the improved

-constraint method is used to obtain the Pareto frontier set. A coupling system with modified IEEE 24-bus power network

Belgian 20-bus natural gas network and the 14-bus heat network is used to analyze the system economic costs and comprehensive energy efficiency in four scenarios. Results show that the proposed method can guide power users and multi-energy users to choose comprehensive demand response behaviors

and can further improve the overall energy efficiency of IES through collaborative optimization on both sides of supply and demand. It also verifies the feasibility of optimal dispatch results for balancing the economic and efficient operation objectives of IES.

关键词

Keywords

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