Coupling Balance Analysis Model of Provincial Integrated Electricity-Heat Energy System with Multi-type Flexibility Resources

Quan LYU; Jiawei ZHANG; Na ZHANG; Xuefeng LI; Sheng GE

doi:10.7500/AEPS20211009002

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Coupling Balance Analysis Model of Provincial Integrated Electricity-Heat Energy System with Multi-type Flexibility Resources

Special Topic on Mechanism, Planning and Operation of Flexibility for Novel Power System | 更新时间：2025-06-16

- Coupling Balance Analysis Model of Provincial Integrated Electricity-Heat Energy System with Multi-type Flexibility Resources
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 16, Pages: 95-102(2022)
- 作者机构：
  
  1.大连理工大学电气工程学院，辽宁省大连市 116024
  2.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁省沈阳市 110015
  3.国网内蒙古东部电力有限公司，内蒙古自治区呼和浩特市 010010
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51607021)
- DOI：10.7500/AEPS20211009002
  CLC：
- Received：09 October 2021，
  
  Revised：2022-01-30，
  
  Published Online：26 May 2022，
  
  Published：25 August 2022
- 稿件说明：
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吕泉,张佳伟,张娜等.含多元灵活性资源的省级电-热综合能源系统耦合平衡分析模型[J].电力系统自动化,2022,46(16):95-102.

LYU Quan,ZHANG Jiawei,ZHANG Na,et al.Coupling Balance Analysis Model of Provincial Integrated Electricity-Heat Energy System with Multi-type Flexibility Resources[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):95-102.
吕泉,张佳伟,张娜等.含多元灵活性资源的省级电-热综合能源系统耦合平衡分析模型[J].电力系统自动化,2022,46(16):95-102. DOI： 10.7500/AEPS20211009002.

LYU Quan,ZHANG Jiawei,ZHANG Na,et al.Coupling Balance Analysis Model of Provincial Integrated Electricity-Heat Energy System with Multi-type Flexibility Resources[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):95-102. DOI： 10.7500/AEPS20211009002.

摘要

在中国北方各热电厂进行运行灵活性提升改造的背景下，传统“以热定电”的电力电量平衡方法不再适用。为此，首先建立了含多元灵活性资源的省级电-热综合能源系统耦合平衡分析模型。该模型首先对同类设备进行聚合，以简化问题复杂度，并通过以日为周期的启发式机组组合，考虑系统备用、最小运行方式等系统安全稳定约束。然后，在小时颗粒度上进行无灵活性资源的平衡分析，以确定电力过剩情况，再根据过剩电力进行电-热灵活性资源的有序调用，实现电-热耦合平衡计算。最后，通过逐日滚动计算，得到长时间尺度的平衡结果。算例以实际电网数据为基础，验证了该模型的有效性，并使用该模型分析了灵活性资源配置对新能源消纳提升的作用效果。

Abstract

In the context of operation flexibility improvement of thermal power plants in northern China

the traditional power balance method—determining power generation by heat is no longer applicable

so a coupling balance analysis model of provincial integrated electricity-heat energy system with multi-type flexible resources is constructed. The model first aggregates similar equipment to simplify the complexity of the problem

and considers system safety and stability constraints such as system backup and minimum operation mode through heuristic unit commitment with daily cycle. Then

the balance analysis without flexibility resources is carried out at the hourly granularity to determine the power surplus

and the electricity-heat flexibility resources are called in an orderly manner according to the surplus power to realize the electricity-heat coupling balance calculation. Finally

by rolling calculation day by day

the balance result on the long-term scale is obtained. Based on the actual power grid data

the calculation example verifies the validity of the model

and the model is used to analyze the effect of flexibility resource allocation on the improvement of renewable energy accommodation.

关键词

Keywords

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