基于双层联合优化的电-气综合能源生态系统需求响应模型

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1、用户与电网友好互动FriendlyInteractionbetweenUsersandPowerGrid2018第46卷第10期Vol.46No.10基于双层联合优化的电-气综合能源生态系统需求响应模型12212毛颖兔，王盛，邵常政，徐旸，丁一（1.国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，浙江杭州310008；2.浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027）摘要：提出了一种在电-气综合能源生态系统中，基于双层联合优化的市场化需求侧响应模型。该双层联合优化包括系统层的经济调度以及节点层的能量优化分配。首先，构建了以节点为单位的用户多能灵活负荷模型以及用户参与需求侧相应的经济分析模型，然后提出了电-

2、气综合能源生态系统的稳态潮流模型。在此基础上，提出了电-气综合能源生态系统中需求响应的双层优化模型。系统层优化在获取辅助服务市场上聚合商的需求响应报价基础上，对电气联合传输系统进行集中式能量优化调度。节点层的优化问题为聚合上的能源优化分配模型，即聚合商根据系统购买的需求相应服务，将负荷削减量按照经济性最优的原则分配给用户。建立双层优化问题后，将下层优化问题转化为上层优化的KKT条件，并通过内点法进行求解。最后，通过IEEE24节点可靠性测试系统和比利时20节点天然气系统的耦合系统，验证了本文提出的电-气综合能源生态系统下的多能需求响应模型的有效性，及其相对于传统电力需求响应的优越性。关键词：电

3、-气综合能源生态系统；双层优化；需求响应中图分类号：TM716文献标志码：A文章编号：2096-4145（2018）10-0018-08Bi-levelJointOptimizationBasedMulti-energyDemandResponseModelforIntegratedElectricityandGasSystem12212MAOYingtu，WANGSheng，SHAOChangzheng，XUYang，DINGYi（1.EconomyResearchInstitute，StateGridZhejiangElectricPowerCo.，Ltd.，Hangzhou310008，

4、China；2.CollegeofElectricEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China）Abstract:thispaperproposesademandresponse（DR）modelbasedonbi-leveljointoptimizationframeworkinintegratedelectricityandgassystem（IEGS），concerningbothcentralizedenergydispatchandnodalenergyredistribution.First，multi-energyflex

5、ibleloadmodelfornodalcustomersectorsandthecorrespondingeconomicmodelforDRparticipationisestablished，andthepowerflowmodelofIEGSinsteadystatewithbidirectionalenergyexchangeisbuilt.Afterwards，abi-leveloptimizationbasedDRmodelinIEGSispro⁃posed.Thesystemleveloptimizationaimsoncentralizedenergyoptimaldisp

6、atchintransmissionsystem，giventhebiddingpriceofDRserviceinancillarymarketgivenbyaggregators.Thenodalleveloptimizationfocusesonoptimalenergypurchasinganddistributionofloadcurtailmentamongindividualcustomers.ThenthelowerleveloptimizationformulationsareconvertedintotheKKTconditionsofupperleveloptimizat

7、ion，andtheproblemissolvedusinginteriorpointmethod.Finally，thecoupledsystemofIEEE24-nodereliabili⁃tytestsystemandBelgium20-nodenaturalgassystemshowstheeffectivenessofmulti-energyDRmodelinIEGSanditssupe