Distributionally Robust Low-carbon Dispatch of Park-level Integrated Energy System Considering Uncertainty of Customer Response

JIN Xudong; SUN Lei; DING Ming; WEN Fushuan; SUN Wei

doi:10.7500/AEPS20221024010

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Distributionally Robust Low-carbon Dispatch of Park-level Integrated Energy System Considering Uncertainty of Customer Response

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Distributionally Robust Low-carbon Dispatch of Park-level Integrated Energy System Considering Uncertainty of Customer Response
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 16, Pages: 10-21(2023)
- 作者机构：
  
  1.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽省合肥市 230009
  2.新能源利用与节能安徽省重点实验室,安徽省合肥市 230009
  3.合肥综合性国家科学中心能源研究院,安徽省合肥市 230031
  4.浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市 310027
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51907043);R&D Project from the Institute of Energy, Hefei Comprehensive National Science Center(21KZS211)
- DOI：10.7500/AEPS20221024010
  CLC：
- Received：24 October 2022，
  
  Revised：2023-03-30，
  
  Published Online：22 May 2023，
  
  Published：25 August 2023
- 稿件说明：
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晋旭东,孙磊,丁明等.考虑用户响应不确定性的园区综合能源系统分布鲁棒低碳调度[J].电力系统自动化,2023,47(16):10-21.

JIN Xudong,SUN Lei,DING Ming,et al.Distributionally Robust Low-carbon Dispatch of Park-level Integrated Energy System Considering Uncertainty of Customer Response[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(16):10-21.
晋旭东,孙磊,丁明等.考虑用户响应不确定性的园区综合能源系统分布鲁棒低碳调度[J].电力系统自动化,2023,47(16):10-21. DOI： 10.7500/AEPS20221024010.

JIN Xudong,SUN Lei,DING Ming,et al.Distributionally Robust Low-carbon Dispatch of Park-level Integrated Energy System Considering Uncertainty of Customer Response[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(16):10-21. DOI： 10.7500/AEPS20221024010.

摘要

电、气、冷、热等多种能源耦合的园区综合能源系统(IES)有助于提升对可再生能源发电的消纳，提高能源利用效率。文中提出基于分布鲁棒优化的园区IES日前低碳经济调度策略。首先，构建考虑碳交易和综合需求响应的园区IES的运行架构，并建立碳交易模型和基于用户用能习惯的综合需求响应模型。其次，以最小化运行成本为目标，并考虑园区IES运行约束和燃料掺氢的电转气(P2G)设备两阶段运行等约束，建立了园区IES日前低碳经济调度模型。然后，构建计及用户响应不确定性的园区IES分布鲁棒低碳经济调度模型，并利用对偶原理将该分布鲁棒优化模型转化为二阶锥优化模型，采用商业求解器CPLEX求解。最后，以包含电、气、冷、热多种能源耦合的典型园区IES为例，对所提优化模型的可行性和有效性进行了验证。算例结果表明，采用所提出的低碳经济调度策略可以有效提升园区IES运行的经济性和消纳可再生能源发电的能力，降低IES碳排放和运行风险。

Abstract

The park-level integrated energy system (IES) with multi-energy complementation of electricity

gas

cooling and heat could promote the accommodation of power generation of renewable energy and improve the energy utilization efficiency. A day-ahead low-carbon economic dispatch strategy for the park-level IES based on distributionally robust optimization is proposed. First

the operational framework of the park-level IES considering the carbon trading and integrated demand response (IDR) is introduced

and a carbon trading model and an IDR model based on customer energy consumption behaviors are proposed. Secondly

with the objective of minimizing operation costs and considering the constraints of park-level IES operation and two-stage operation of power to gas (P2G) devices with hydrogen doping in the fuel

a day-ahead low-carbon economic dispatch model for the park-level IES is established. Then

a distributionally robust low-carbon economic dispatch model of park-level IES is built with consideration of the uncertainty of customer response. By using the duality theory

the proposed distributionally robust optimization (DRO) model is reformulated as a second-order cone optimization model and solved by the commercial solver CPLEX. Finally

by taking a typical park-level IES with multi-energy complementation of electricity

gas

cooling and heat as an example

the feasibility and effectiveness of the proposed optimization model are verified. The simulation results show that the proposed low-carbon economic dispatch strategy can effectively improve the economy of the park-level IES operation and the renewable energy accommodation ability

and reduce the carbon emission and operation risk of the IES.

关键词

Keywords

references

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