Optimal Strategy for Flexible Production Scheduling of Textile Industry Load for Flexibility Requirement of Power Grid

LI Min; DING Mengru; HUANG Shenmao; MA Lingjuan; LI Muyao; YANG Hanyu

doi:10.7500/AEPS20250224002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Optimal Strategy for Flexible Production Scheduling of Textile Industry Load for Flexibility Requirement of Power Grid

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Optimal Strategy for Flexible Production Scheduling of Textile Industry Load for Flexibility Requirement of Power Grid
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 22, Pages: 156-169(2025)
- 作者机构：
  
  1.国网江苏省电力有限公司常州供电分公司，江苏省常州市 213004
  2.南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏省南京市 211816
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd(J2023171)
- DOI：10.7500/AEPS20250224002
  CLC：
- Received：24 February 2025，
  
  Revised：2025-06-21，
  
  Online First：29 July 2025，
  
  Published：25 November 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
李敏,丁梦茹,黄申茂等.面向电网灵活性需求的纺织工业负荷柔性生产调度优化策略[J].电力系统自动化,2025,49(22):156-169.

LI Min,DING Mengru,HUANG Shenmao,et al.Optimal Strategy for Flexible Production Scheduling of Textile Industry Load for Flexibility Requirement of Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(22):156-169.
李敏,丁梦茹,黄申茂等.面向电网灵活性需求的纺织工业负荷柔性生产调度优化策略[J].电力系统自动化,2025,49(22):156-169. DOI： 10.7500/AEPS20250224002.

LI Min,DING Mengru,HUANG Shenmao,et al.Optimal Strategy for Flexible Production Scheduling of Textile Industry Load for Flexibility Requirement of Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(22):156-169. DOI： 10.7500/AEPS20250224002.

摘要

随着风能、光伏等间歇性可再生能源的大规模接入，电力系统对运行灵活性的需求日益突出。高耗能工业负荷具有容量大、调节潜力高等特点，已成为需求侧调控的重要资源。文中以六大高耗能行业之一的纺织工业为例，针对其用能特性与生产过程深度耦合的特点，分析该特性对工业负荷参与电网调峰或需求响应意愿及生产效益的影响。首先，基于纺织工业强流程化的生产特征，提出融合能源网络结构与生产工序流程的全流程架构，揭示了能源系统与生产环节之间的深度耦合机制。然后，结合纺织企业追求经济运行的特点和蒸汽所具有的可存储特性，构建了以日运行成本最小为优化目标，综合考虑工序温度需求、蒸汽等效储能特性与生产约束的电力-蒸汽协同调度模型，为纺织工业负荷参与电网互动提供建模基础。最后，调度结果验证了所提调度策略的有效性和经济性，也为工业负荷参与电力系统调节提供了理论依据。

Abstract

With the large-scale integration of intermittent renewable energy sources such as wind and photovoltaic power

the demand for operation flexibility in the power system has become increasingly prominent. High-energy-consuming industrial loads

characterized by their large capacity and high regulation potential

have become key resources for the demand-side regulation. Taking the textile industry

which is one of the six major high-energy-consuming industries

as an example

given its feature of deep coupling between energy usage and production processes

the study analyzes how this feature affects the willingness of industrial loads to participate in peak shaving or demand response

as well as its impact on production efficiency. First

based on the strongly process-driven production characteristics of the textile industry

a full-process architecture integrating the energy network structure and production procedures is proposed

revealing the deep coupling mechanism between the energy system and production links. Then

considering the characteristics of textile enterprises pursuing economic operation and the storable nature of steam

an electricity-steam coordinated scheduling model is constructed. This model aims to minimize daily operating costs while comprehensively considering process temperature requirements

the equivalent energy storage characteristics of steam

and production constraints

providing a modeling foundation for textile industry loads participating in grid interaction. Finally

the scheduling results verify the effectiveness and economy of the proposed scheduling strategy

providing a theoretical basis for industrial loads to participate in power system regulation.

关键词

Keywords

references

张亚健，陈茨，薛飞，等 . 电制氢协同的含高比例光伏配电网两阶段电压随机优化控制［J］. 中国电力， 2024 ， 57 （ 8 ）： 23 - 35 .

ZHANG Yajian ， CHEN Ci ， XUE Fei ， et al . Two-stage stochastic optimal voltage control of high-proportional photovoltaic distribution networks considering auxiliary power to hydrogen ［J］. Electric Power ， 2024 ， 57 （ 8 ）： 23 - 35 .

郭红霞，陈凌轩，张启，等 . 电力电量平衡视角下新型电力系统极端场景研究及应对综述［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 10 ）： 3975 - 3994 .

GUO Hongxia ， CHEN Lingxuan ， ZHANG Qi ， et al . Research and response to extreme scenarios in new power system： a review from perspective of electricity and power balance ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 10 ）： 3975 - 3994 .

滕贤亮，谈超，昌力，等 . 高比例新能源电力系统有功功率与频率控制研究综述及展望［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 15 ）： 12 - 35 .

TENG Xianliang ， TAN Chao ， CHANG Li ， et al . Review and prospect of research on active power and frequency control in power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 15 ）： 12 - 35 .

李海波，鲁宗相，乔颖 . 源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 21 ）： 46 - 54 .

LI Haibo ， LU Zongxiang ， QIAO Ying . Bi-level optimal planning of generation-load-storage integrated generalized flexibility resource ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 21 ）： 46 - 54 .

MCPHERSON M ， STOLL B . Demand response for variable renewable energy integration： a proposed approach and its impacts ［J］. Energy ， 2020 ， 197 ： 117205 .

LI X P ， YANG L ， XU Y ， et al . Research on the coordinated trading mechanism of demand-side resources and shared energy storage based on a system optimization model ［J］. Energies ， 2024 ， 17 （ 14 ）： 3378 .

李政，李伟起，张忠伟，等 . “双碳” 目标下我国电力系统灵活性资源发展策略研究［J］. 中国工程科学， 2024 ， 26 （ 4 ）： 108 - 120 .

LI Zheng ， LI Weiqi ， ZHANG Zhongwei ， et al . Development strategy of flexible resources in China’s power system under the carbon peaking and carbon neutrality goals ［J］. Strategic Study of CAE ， 2024 ， 26 （ 4 ）： 108 - 120 .

国家统计局 . 分行业电力消费总量［EB/OL］.［ 2025-02-01 ］. https：//data.stats.gov.cn/easyquery.htmcn https://data.stats.gov.cn/easyquery.htmcn .

National Bureau of Statistics . Total electricity consumption by industry ［EB/OL］.［ 2025-02-01 ］. https：//data.stats.gov.cn/easyquery.htmcn https://data.stats.gov.cn/easyquery.htmcn .

程松，周鑫，任景，等 . 面向新型能源体系的电力市场机制发展趋势研究［J］. 广东电力， 2023 ， 36 （ 11 ）： 29 - 40 .

CHENG Song ， ZHOU Xin ， REN Jing ， et al . Research on the trend of electricity market mechanism for new energy system ［J］. Guangdong Electric Power ， 2023 ， 36 （ 11 ）： 29 - 40 .

岳晓宇，廖思阳，付立军，等 . 计及电解铝高耗能负荷调控和火电深调的高比例风电系统分层优化策略［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 8 ）： 3186 - 3196 .

YUE Xiaoyu ， LIAO Siyang ， FU Lijun ， et al . Hierarchical optimization strategy of high-penetration wind power system considering electrolytic aluminum energy-intensive load regulation and deep peak shaving of thermal power ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 8 ）： 3186 - 3196 .

SUN W Q ， WANG Q ， ZHOU Y ， et al . Material and energy flows of the iron and steel industry： status quo， challenges and perspectives ［J］. Applied Energy ， 2020 ， 268 ： 114946 .

涂夏哲，徐箭，廖思阳，等 . 考虑过程控制的钢铁工业负荷用能行为分析与功率特性建模［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 2 ）： 114 - 120 .

TU Xiazhe ， XU Jian ， LIAO Siyang ， et al . Process controlling based energy consumption behavior analysis and power characteristic modeling for iron and steel industry ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 2 ）： 114 - 120 .

甘磊，杨天禹，陈星莺，等 . 基于低碳工艺与流程控制的钢铁工业园区综合能源系统低碳调度方法［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 8 ）： 3099 - 3113 .

GAN Lei ， YANG Tianyu ， CHEN Xingying ， et al . Low-carbon scheduling of integrated energy system in iron & steel industrial park considering low-carbon techniques and process control ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 8 ）： 3099 - 3113 .

马昕，裴玮，肖浩，等 . 考虑复杂生产约束的电池生产工业园区能源网络与生产管理综合优化运行［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 11 ）： 3566 - 3575 .

MA Xin ， PEI Wei ， XIAO Hao ， et al . Integrated energy network and production management optimization operation of battery production industrial estate considering complex production constraints ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 11 ）： 3566 - 3575 .

李思维，惠恒宇，包铭磊 . 电解铝负荷调节能力量化及参与电网协同调度［J］. 电力系统及其自动化学报， 2024 ， 36 （ 9 ）： 70 - 80 .

LI Siwei ， HUI Hengyu ， BAO Minglei . Quantified adjustability of aluminum smelter loads and their participation in coordinated scheduling of power system ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2024 ， 36 （ 9 ）： 70 - 80 .

廖思阳，谢濠聪，徐箭，等 . 面向需求侧市场化响应交易细则的高耗能负荷需求响应控制策略［J］. 中国电机工程学报， 2025 ， 45 （ 5 ）： 1645 - 1658 .

LIAO Siyang ， XIE Haocong ， XU Jian ， et al . Demand response control strategy for high-energy-consuming loads aligned with demand-side market response transaction rules ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2025 ， 45 （ 5 ）： 1645 - 1658 .

廖思阳，肖雨朵，徐箭，等 . 需求响应下计及高耗能工业负荷生产流程的经济调度模型［J］. 电力系统自动化， 2025 ， 49 （ 3 ）： 22 - 30 .

LIAO Siyang ， XIAO Yuduo ， XU Jian ， et al . Economic dispatch model considering production process of the energy-intensive industrial load under demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2025 ， 49 （ 3 ）： 22 - 30 .

潘欣明，王静安，邱子峻，等 . 基于改进蚁群算法的色纺企业生产调度方法［J］. 现代纺织技术， 2025 ， 33 （ 2 ）： 130 - 139 .

PAN Xinming ， WANG Jingan ， QIU Zijun ， et al . Research on production scheduling method of colored textile enterprise based on improve ant colony algorithm ［J］. Advanced Textile Technology ， 2025 ， 33 （ 2 ）： 130 - 139 .

沈春娅，方辽辽，彭来湖，等 . 基于自适应模拟退火算法的整经准备车间排产模型［J］. 纺织学报， 2024 ， 45 （ 3 ）： 81 - 86 .

SHEN Chunya ， FANG Liaoliao ， PENG Laihu ， et al . Production scheduling of warping department based on adaptive simulated annealing algorithm ［J］. Journal of Textile Research ， 2024 ， 45 （ 3 ）： 81 - 86 .

陈玉伟，吴夕纯，周林 . 高耗能工业负荷参与电网调峰或需求响应辅助服务的探索［J］. 电力安全技术， 2023 ， 25 （ 11 ）： 1 - 4 .

CHEN Yuwei ， WU Xichun ， ZHOU Lin . On the participation of high-energy-consuming industrial loads in power grid peaking regulation auxiliary service ［J］. Electric Safety Technology ， 2023 ， 25 （ 11 ）： 1 - 4 .

MA K ， ZHANG R C ， YANG J ， et al . Collaborative optimization scheduling of integrated energy system considering user dissatisfaction ［J］. Energy ， 2023 ， 274 ： 127311 .

朱伟业，罗毅，胡博，等 . 热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同促进碳减排的电热优化调度［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 10 ）： 3803 - 3813 .

ZHU Weiye ， LUO Yi ， HU Bo ， et al . Optimized combined heat and power dispatch considering decreasing carbon emission by coordination of heat load elasticity and time-of-use demand response ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 10 ）： 3803 - 3813 .

孟明，陶学志 . 计及供需双侧响应和绿证-碳融合的综合能源系统多时间尺度优化调度［J/OL］. 华北电力大学学报（自然科学版）［ 2025-02-01 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/13.1212.tm.20240328.1709.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/13.1212.tm.20240328.1709.004.html .

MENG Ming ， TAO Xuezhi . Multi-time-scale optimization of hydrogen containing comprehensive energy system considering both supply and demand responses and green certification carbon integration ［J/OL］. Journal of North China Electric Power University （Natural Science Edition）［ 2025-02-01 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/13.1212.tm.20240328.1709.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/13.1212.tm.20240328.1709.004.html .

黄逸翔，窦迅，李林溪，等 . 基于全局灵敏度分析的综合能源设备响应价值量化方法［J］. 上海交通大学学报， 2025 ， 59 （ 5 ）： 569 - 579 .

HUANG Yixiang ， DOU Xun ， LI Linxi ， et al . Quantitative method of response value of integrated energy equipment based on global sensitivity analysis ［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University ， 2025 ， 59 （ 5 ）： 569 - 579 . .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Flexibility of Integrated Energy System: Basic Connotation, Mathematical Model and Research Framework

Optimal Dispatching of Integrated Energy System Considering Operation Flexibility Constraints

Multi-time-scale Optimal Scheduling of Integrated Energy System Considering Multi-energy Flexibility

Related Author

Yue QIU

Shuai LU

Hai LU

Enbo LUO

Wei GU

Wennan ZHUANG

Xingquan JI

Jian LIU

Related Institution

School of Electrical Engineering, Southeast University

Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co., Ltd.

College of Electrical Engineering and Automation, Shandong University of Science and Technology

Key Laboratory of Power System Intelligent Dispatch and Control of Ministry of Education (Shandong University)

Key Laboratory of Control of Power Transmission and Conversion, Ministry of Education (Shanghai Jiao Tong University)

⁰