计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度

吉兴全; 刘健; 张玉敏; 于一潇; 韩学山; 张旋

doi:10.7500/AEPS20211010003

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计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度

新型电力系统的灵活性机理、规划与运行 | 更新时间：2025-06-16

- 计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度
- Optimal Dispatching of Integrated Energy System Considering Operation Flexibility Constraints
- 电力系统自动化 2022年46卷第16期页码：84-94
- 作者机构：
  
  1.山东科技大学电气与自动化工程学院，山东省青岛市 266590
  2.电网智能化调度与控制教育部重点实验室（山东大学），山东省济南市 250061
- 作者简介：
  
  吉兴全(1970—)，男，博士，教授，硕士生导师，主要研究方向：配电网优化。E-mail：xqji@sdust.edu.cn
  刘健(1996—)，男，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统优化调度。E-mail：lj15610259809@163.com
  张玉敏(1986—)，女，通信作者，博士，讲师，主要研究方向：电力系统运行与控制。E-mail：yuminzhang@mail.sdu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年基金资助项目(52107111);山东省自然科学基金青年基金资助项目(ZR2021QE117)
- DOI：10.7500/AEPS20211010003
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-10-10，
  
  修回日期：2022-01-04，
  
  网络出版日期：2022-04-02，
  
  纸质出版日期：2022-08-25
- 稿件说明：
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吉兴全,刘健,张玉敏等.计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度[J].电力系统自动化,2022,46(16):84-94.

JI Xingquan,LIU Jian,ZHANG Yumin,et al.Optimal Dispatching of Integrated Energy System Considering Operation Flexibility Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):84-94.
吉兴全,刘健,张玉敏等.计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度[J].电力系统自动化,2022,46(16):84-94. DOI： 10.7500/AEPS20211010003.

JI Xingquan,LIU Jian,ZHANG Yumin,et al.Optimal Dispatching of Integrated Energy System Considering Operation Flexibility Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):84-94. DOI： 10.7500/AEPS20211010003.

摘要

电-气-热互联的综合能源系统（IES）在能量传输过程中具有多时间尺度特征，且气-热网络动态特性蕴含着丰富的灵活性容量，充分挖掘IES潜在的灵活性可有效提高可再生能源的消纳水平。为此，提出了一种计及次小时尺度运行灵活性的IES优化调度模型。在分析净负荷变化区间内系统运行规律的基础上，推导了电力系统的灵活性需求和资源的数学表达。然后，分析气网和热网的动态特性，并分别建立了气网和热网提供运行灵活性的数学模型。基于此，构建了计及次小时尺度运行灵活性约束的综合能源系统优化调度模型，并将模型中的非线性项进行了线性化处理。最后，采用电-气-热IES 24-20-16系统进行算例分析，结果表明，气-热网络动态特性在短时间尺度内能够提高系统的灵活性，进而显著提升系统运行的经济性。

Abstract

The integrated energy system (IES) of electricity-gas-heat interconnection presents the characteristics of multiple time scales in the process of energy transmission

and the dynamic characteristics of the gas-heat network contain abundant flexible capacity. Fully tapping the potential flexibility of IES can effectively improve the consumption level of renewable energy. Thereby

an optimal dispatching model of IES considering the flexibility of sub-hourly-time-scale operation is proposed. Based on the analysis of the system operation regularity in the net load variation interval

the mathematical expression of power system flexibility demand and resources is derived. Then

the dynamic characteristics of gas network and heat network are analyzed

and the mathematical models of gas network and heat network which provide operation flexibility are established

respectively. Based on this

an optimal dispatching model of IES considering the flexibility constraints of sub-hourly-time-scale operation is constructed

and the nonlinear constraints in the model are linearized. Finally

the case studies on the modified electricity-gas-heat 24-20-16 bus system demonstrate that the dynamic characteristics of the gas-heat network can enhance the system flexibility in a short time scale and significantly improve the economy of system operation.

关键词

Keywords

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