考慮柔性負(fù)荷響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)多尺度優(yōu)化調(diào)度研究

鞠文韜，崔承剛，楊錦成，奚培鋒

（1.上海電力大學(xué) 自動(dòng)化工程學(xué)院，上海 200093；2.新奧數(shù)能科技有限公司，北京 100020；3.上海市智能電網(wǎng)需求響應(yīng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200063）

0 引言

近年來(lái)，冷、熱、電等多種能源納入廣義的需求側(cè)范疇，不同類(lèi)型能源之間的用能互補(bǔ)正在成為需求響應(yīng)的一種重要方式，促使傳統(tǒng)需求響應(yīng)向IDR（綜合需求響應(yīng)）轉(zhuǎn)變[1-2]。傳統(tǒng)意義上的響應(yīng)是將電能單純地在時(shí)間上進(jìn)行轉(zhuǎn)移和削減用能，而綜合需求響應(yīng)是將需求側(cè)的用能種類(lèi)轉(zhuǎn)換與時(shí)間轉(zhuǎn)移結(jié)合進(jìn)行用能調(diào)整[3]。IDR 將用戶(hù)對(duì)冷、熱、電的負(fù)荷需求納入需求范圍，引導(dǎo)用戶(hù)改變、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，挖掘需求側(cè)的響應(yīng)潛力，實(shí)現(xiàn)多種能源互補(bǔ)，提高能源利用率[4-5]。

目前，由于需求響應(yīng)技術(shù)在綜合能源系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用，用戶(hù)側(cè)負(fù)荷開(kāi)始從只注重電的“剛性”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合考慮冷、熱、電互補(bǔ)的“柔性”[6]。綜合能源系統(tǒng)中，有些負(fù)荷可以在一定程度和范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，這些特殊的負(fù)荷被稱(chēng)為柔性負(fù)荷[7]。柔性負(fù)荷響應(yīng)是需求響應(yīng)的重要內(nèi)容，相較于傳統(tǒng)的IDR 調(diào)度模式，柔性負(fù)荷響應(yīng)速度快、低碳環(huán)保且成本更少[8]。加入柔性負(fù)荷響應(yīng)，可以改變傳統(tǒng)只注重剛性負(fù)荷的綜合能源系統(tǒng)，加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈活性，提升綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)針對(duì)柔性負(fù)荷響應(yīng)開(kāi)展了大量研究。在日前時(shí)間尺度上，文獻(xiàn)[9]建立了價(jià)格型需求響應(yīng)模型，并將其納入含風(fēng)電電力系統(tǒng)的調(diào)度計(jì)劃中，以降低機(jī)組成本。文獻(xiàn)[10]考慮了風(fēng)電不確定時(shí)兼顧發(fā)電側(cè)與需求側(cè)柔性負(fù)荷的雙側(cè)協(xié)調(diào)配合，提出了計(jì)及柔性負(fù)荷的安全約束機(jī)組組合模型，實(shí)現(xiàn)了可削減負(fù)荷、可平移負(fù)荷以及可轉(zhuǎn)移負(fù)荷3 類(lèi)柔性負(fù)荷的分類(lèi)調(diào)度。文獻(xiàn)[11]建立包含常規(guī)機(jī)組和風(fēng)力機(jī)組的源-荷協(xié)調(diào)兩階段隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型，其中柔性負(fù)荷以提供備用的方式響應(yīng)風(fēng)電出力不確定性，促進(jìn)風(fēng)電消納并優(yōu)化負(fù)荷曲線。從以上文獻(xiàn)可以看出，現(xiàn)階段考慮柔性負(fù)荷響應(yīng)的能源調(diào)度對(duì)象大多局限于單一的柔性電負(fù)荷，極少考慮綜合電、熱柔性負(fù)荷響應(yīng)對(duì)綜合能源系統(tǒng)的影響。但是對(duì)于綜合能源系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的能源有熱、電2 種負(fù)荷，僅僅考慮單一柔性電負(fù)荷或者熱負(fù)荷的運(yùn)行策略，則無(wú)法發(fā)揮綜合能源系統(tǒng)多能互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)以及多能用戶(hù)的響應(yīng)潛力[12]。因此，有必要將電、熱綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究中。

綜合能源系統(tǒng)中各能流的時(shí)間尺度特性具有較大差異，在綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度上，需要討論不同能流對(duì)價(jià)格變換和外界需求的響應(yīng)速度，分析設(shè)備啟停時(shí)間和爬坡速度對(duì)能源間互補(bǔ)性的影響，研究不同能流在供需平衡上的時(shí)間要求[13]。當(dāng)大量柔性負(fù)荷參與綜合能源系統(tǒng)調(diào)度時(shí)，柔性負(fù)荷響應(yīng)會(huì)對(duì)綜合能源系統(tǒng)的調(diào)度產(chǎn)生影響[14]。同時(shí)，目前綜合能源系統(tǒng)大都僅考慮日前時(shí)間尺度的優(yōu)化調(diào)度，但是日前負(fù)荷預(yù)測(cè)存在一定誤差，尤其是對(duì)于接入大量可再生能源的綜合能源系統(tǒng)，日前調(diào)度的準(zhǔn)確性更加難以保證[15]。此外，柔性負(fù)荷響應(yīng)本身也具有一定的不確定性，且隨著時(shí)間尺度的精度增加，柔性負(fù)荷響應(yīng)對(duì)綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響會(huì)更加明顯。因此，需要在電、熱綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)的基礎(chǔ)上開(kāi)展考慮多時(shí)間尺度的綜合能源系統(tǒng)調(diào)度模型研究。

本文基于熱電綜合能源系統(tǒng)的背景，引入綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)，構(gòu)建了基于柔性負(fù)荷響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，考慮綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)的多時(shí)間尺度特性和響應(yīng)成本，以綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行成本最低為目標(biāo)，建立了考慮綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)的多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度模型。從多時(shí)間尺度調(diào)度的角度，對(duì)綜合柔性負(fù)荷、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和風(fēng)電進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，構(gòu)建了日前-日內(nèi)調(diào)度模型，并使用MILP（混合整數(shù)規(guī)劃方法）進(jìn)行求解。最后，通過(guò)算例驗(yàn)證了所提方法能夠提升機(jī)組運(yùn)行效率以及降低綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行成本。

1 綜合柔性負(fù)荷特性分析

綜合柔性負(fù)荷一般是指可通過(guò)綜合能源系統(tǒng)中的熱、電負(fù)荷主動(dòng)參與綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行控制，能夠與系統(tǒng)進(jìn)行能量互動(dòng)，具有柔性特征的負(fù)荷[16-17]。負(fù)荷柔性表現(xiàn)為在一定時(shí)間段內(nèi)靈活可變，在綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行中，綜合柔性負(fù)荷有著充足的調(diào)度容量，按照負(fù)荷響應(yīng)方式可將綜合柔性負(fù)荷分為可平移負(fù)荷、可轉(zhuǎn)移負(fù)荷和可削減負(fù)荷。不同種類(lèi)的綜合柔性負(fù)荷在綜合能源系統(tǒng)中的作用如下：

（1）可轉(zhuǎn)移負(fù)荷：在綜合能源系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)總熱、電負(fù)荷不變，但在各時(shí)段的負(fù)荷可以靈活調(diào)節(jié)，用戶(hù)可以在被告知的一定容量范圍內(nèi)通過(guò)改變生產(chǎn)方式，將某一時(shí)刻的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至其他時(shí)刻[18]。其特點(diǎn)是總負(fù)荷不變，不同時(shí)段的負(fù)荷可以相互轉(zhuǎn)移。

（2）可平移負(fù)荷：在綜合能源系統(tǒng)調(diào)度中，提前一天對(duì)系統(tǒng)熱、電負(fù)荷，機(jī)組出力和負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，在保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性同時(shí)不改變系統(tǒng)的整體負(fù)荷情況下，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)峰處理。

（3）可削減負(fù)荷：在綜合能源系統(tǒng)中，可削減負(fù)荷可以在日前調(diào)度計(jì)劃中一定程度上實(shí)現(xiàn)削峰的能力，但是由于日前的時(shí)間尺度較長(zhǎng)，且可削減負(fù)荷沒(méi)辦法求出具體的值，只能求出一定的容量范圍。同時(shí)，在日內(nèi)短時(shí)間尺度上，可以根據(jù)系統(tǒng)的短期預(yù)測(cè)，給出詳細(xì)的可削減熱、電負(fù)荷容量，對(duì)系統(tǒng)的日內(nèi)削峰有一定的作用[19]。

2 綜合能源系統(tǒng)多尺度優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)

2.1 考慮綜合柔性負(fù)荷的綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)

綜合能源系統(tǒng)一般以天然氣能為一次能源，熱、電為主要能源，系統(tǒng)內(nèi)包含各類(lèi)能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存設(shè)備，以滿(mǎn)足用戶(hù)側(cè)對(duì)多種負(fù)荷的需求。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組具體系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)

日前調(diào)度精度較低，單獨(dú)采用日前調(diào)度策略難以很好地發(fā)揮柔性負(fù)荷響應(yīng)的多時(shí)間尺度的特性，同時(shí)，隨著能源系統(tǒng)由日前調(diào)度轉(zhuǎn)向日內(nèi)調(diào)度，可再生能源發(fā)電的預(yù)測(cè)曲線精度也在不斷提高，日前調(diào)度的精度太低，不適用日前轉(zhuǎn)向日內(nèi)的精度變化[20]。因此，需要建立多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度模型，對(duì)各類(lèi)柔性負(fù)荷進(jìn)行合理協(xié)調(diào)。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種日前-日內(nèi)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)，如圖2 所示?？紤]柔性負(fù)荷響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)多尺度優(yōu)化調(diào)度研究按時(shí)間尺度分為兩大部分：日前長(zhǎng)時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度和日內(nèi)短時(shí)間優(yōu)化調(diào)度。在日前長(zhǎng)時(shí)間優(yōu)化調(diào)度內(nèi)，熱、電柔性負(fù)荷分為日前可削減熱、電負(fù)荷，可轉(zhuǎn)移熱、電負(fù)荷，可平移熱、電負(fù)荷；在日內(nèi)短時(shí)間優(yōu)化調(diào)度內(nèi)，綜合考慮到日前制定的調(diào)度計(jì)劃、日內(nèi)負(fù)荷變化量、可再生能源出力以及不影響用戶(hù)生產(chǎn)等因素，負(fù)荷的日內(nèi)二次調(diào)整只考慮日內(nèi)可削減熱、電負(fù)荷參與調(diào)度。

圖2 綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)

3 綜合能源系統(tǒng)多尺度優(yōu)化調(diào)度策略

3.1 多尺度優(yōu)化調(diào)度流程

多時(shí)間尺度綜合能源優(yōu)化調(diào)度分為日前和日內(nèi)兩大部分。日前優(yōu)化調(diào)度首先判斷是否達(dá)到日前調(diào)度周期，如達(dá)到，則輸入日前預(yù)測(cè)負(fù)荷數(shù)據(jù)并求解日前調(diào)度模型，確定包含日前可削減量、可轉(zhuǎn)移量、可平移量的日前調(diào)度計(jì)劃；日內(nèi)優(yōu)化調(diào)度首先判斷是否達(dá)到日內(nèi)調(diào)度周期，如達(dá)到，則在日前調(diào)度基礎(chǔ)上輸入提前2 h 進(jìn)行綜合能源系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏預(yù)測(cè)值以及系統(tǒng)調(diào)整量并求解日內(nèi)調(diào)度模型，形成包含日內(nèi)削減負(fù)荷量的日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃。多時(shí)間尺度綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度流程如圖3 所示。

圖3 優(yōu)化調(diào)度流程

3.2 日前調(diào)度模型

（1）目標(biāo)函數(shù)

以系統(tǒng)機(jī)組發(fā)電、啟停成本、產(chǎn)蒸汽成本及柔性負(fù)荷調(diào)度成本之和最小化為目標(biāo)：

式中：E 為預(yù)期的系統(tǒng)總體成本；t 為調(diào)度周期其中的一個(gè)時(shí)間段；Z 為機(jī)組集合；為機(jī)組i 的燃燒 成本；為機(jī)組i 的運(yùn)行成本；Et，i為系統(tǒng)和大電網(wǎng)交易產(chǎn)生的成本；為機(jī)組生產(chǎn)蒸汽的收益；為蒸汽的傳輸成本；Cf1為柔性負(fù)荷調(diào)度成本；Cxue為可削減負(fù)荷成本；Cping為可平移負(fù)荷成本；Czhuan為可轉(zhuǎn)移負(fù)荷成本；Mxue為可削減負(fù)荷的單位容量的補(bǔ)償；pxue為可削減機(jī)組功率；Mping為平移負(fù)荷的單位容量的補(bǔ)償；Sping為平移負(fù)荷容量；Fon1為系統(tǒng)判定平移指令，只有0和1 兩種狀態(tài)。Fon2為系統(tǒng)判定轉(zhuǎn)移指令，只有0和1 兩種狀態(tài)。

（2）系統(tǒng)電力平衡約束

（3）系統(tǒng)熱平衡約束

（4）機(jī)組啟停約束

式中：Δzi，t，s為機(jī)組啟停的變化量；zi，t，s為機(jī)組啟停狀態(tài)，分為0，1 的二進(jìn)制狀態(tài)；Ni，s為系統(tǒng)允許最大機(jī)組開(kāi)啟量。

（5）柔性負(fù)荷約束

其中，可削減負(fù)荷在系統(tǒng)中的主要作用是根據(jù)分時(shí)電價(jià)，在系統(tǒng)允許的情況下為了保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，削減部分高峰時(shí)刻的機(jī)組用電功率，進(jìn)而降低系統(tǒng)的用電量。具體公式如下所示：

平移負(fù)荷的作用是在改變用電時(shí)段時(shí)，受設(shè)備和工藝水平影響無(wú)法立即響應(yīng)，只能進(jìn)行整體平移，受到時(shí)間的約束，平移后的負(fù)荷要與原始負(fù)荷保持一致，具體公式如下所示：

式中：pping（t）為在原始時(shí)刻的原始負(fù)荷容量；（t+Δt）為在平移時(shí)刻的平移負(fù)荷的容量。

（6）用戶(hù)能源平衡約束

用戶(hù)電平衡約束為：

式中：Euser為t 時(shí)刻用戶(hù)需求用電量；為在時(shí)間t 的系統(tǒng)電負(fù)荷量；pping，e為電負(fù)荷可平移負(fù)荷量；pzhuan，e為電負(fù)荷可轉(zhuǎn)移負(fù)荷量；pxue為電負(fù)荷可削減負(fù)荷量。

用戶(hù)熱平衡約束為：

式中：huser為t 時(shí)刻用戶(hù)需求用熱量；為在時(shí)間t 的系統(tǒng)熱負(fù)荷量；pping，h為熱負(fù)荷可平移負(fù)荷量；pzhuan，h為熱負(fù)荷可轉(zhuǎn)移負(fù)荷量；pxue，h為熱負(fù)荷可削減負(fù)荷量。

3.3 日內(nèi)調(diào)度模型

（1）目標(biāo)函數(shù)

日前調(diào)度策略有一定的局限性。首先時(shí)間尺度較長(zhǎng)，不能更好地根據(jù)實(shí)際負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整；二是日前調(diào)度策略下的系統(tǒng)運(yùn)行情況和負(fù)荷需求變化會(huì)有一定的偏差。因此需要在日前調(diào)度的基礎(chǔ)上加入日內(nèi)調(diào)度策略，縮短時(shí)間尺度來(lái)減少偏差。日內(nèi)調(diào)度策略和日前調(diào)度策略的優(yōu)化目標(biāo)一致，都是系統(tǒng)運(yùn)行成本最小化。目標(biāo)函數(shù)可表示為：

（2）系統(tǒng)電力平衡約束

（3）系統(tǒng)熱平衡約束

（4）機(jī)組啟停約束

由于機(jī)組啟停狀態(tài)變化的時(shí)間尺度較長(zhǎng)，因此在日內(nèi)短時(shí)間尺度調(diào)度計(jì)劃中不能對(duì)機(jī)組啟停狀態(tài)進(jìn)行二次優(yōu)化，在日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃中沿用日前調(diào)度計(jì)劃的機(jī)組啟停狀態(tài)。

（5）柔性負(fù)荷約束

4 算例分析

4.1 系統(tǒng)概況

為了驗(yàn)證調(diào)度策略的可行性，根據(jù)前述綜合能源系統(tǒng)設(shè)備模型以及調(diào)度策略模型，對(duì)某綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)。該綜合能源系統(tǒng)包含2組額定發(fā)電功率70 MW 的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（抽凝式）、2 組額定發(fā)電功率10 MW 的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（背壓式），機(jī)組額定供熱工況下年平均總熱效率達(dá)73%，以及1 組最大發(fā)電量20 MW 的光伏發(fā)電站、1 組最大發(fā)電量20 MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。系統(tǒng)設(shè)備具體參數(shù)如表1 所示。

表1 綜合能源系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)

此外，綜合能源系統(tǒng)內(nèi)用戶(hù)用電遵從分時(shí)電價(jià)政策。分時(shí)電價(jià)如表2 所示。

表2 分時(shí)電價(jià)

在綜合能源系統(tǒng)中，無(wú)論是生產(chǎn)電能還是熱能都需要大量天然氣，而系統(tǒng)未考慮天然氣的調(diào)度，將其視作無(wú)限制供應(yīng)的能源，價(jià)格統(tǒng)一為2.66 元/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。

4.2 效果分析

綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度是一個(gè)涉及多變量、多條件約束的混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題，編寫(xiě)MILP 求解程序進(jìn)行優(yōu)化求解。

4.2.1 日內(nèi)優(yōu)化前后熱負(fù)荷平衡出力對(duì)比

日前調(diào)度策略中調(diào)節(jié)方式主要是考慮改變機(jī)組的啟停狀態(tài)，從而改變系統(tǒng)中機(jī)組熱、電輸出，制定綜合能源系統(tǒng)日前調(diào)度計(jì)劃。日前優(yōu)化前后綜合能源系統(tǒng)熱、電負(fù)荷平衡出力結(jié)果如圖4 所示。日前調(diào)度下綜合能源系統(tǒng)綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)情況如圖5 所示。

圖4 日前調(diào)度策略下綜合能源系統(tǒng)熱、電負(fù)荷平衡出力對(duì)比

（1）從圖4（a）可以看出，在電負(fù)荷日前調(diào)度中，柔性電負(fù)荷參與調(diào)度前電負(fù)荷峰谷差為56.363 MW，加入柔性電負(fù)荷調(diào)度后，負(fù)荷峰谷差降為40.81 MW，降低約27.6%。綜合能源系統(tǒng)在日前時(shí)間尺度上考慮柔性電負(fù)荷調(diào)度后，電負(fù)荷峰谷差有一定程度的降低。

（2）從圖4（b）可以看出，在熱負(fù)荷日前調(diào)度中，柔性熱負(fù)荷參與調(diào)度前熱負(fù)荷峰谷差為115.71 MW，加入柔性熱負(fù)荷調(diào)度后，負(fù)荷峰谷差降為104.49 MW，降低約9.7%。綜合能源系統(tǒng)在日前時(shí)間尺度上考慮柔性熱負(fù)荷調(diào)度后，熱負(fù)荷峰谷差有一定程度的降低。

圖5 日前調(diào)度下綜合能源系統(tǒng)綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)情況

（3）從圖5 可以看出，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷和可平移負(fù)荷能夠?qū)⒏叻鍟r(shí)段的電、熱負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段，具有明顯的削峰填谷效果；可削減負(fù)荷對(duì)用戶(hù)生產(chǎn)影響較大。因此在前2 種負(fù)荷調(diào)度后仍然無(wú)法滿(mǎn)足要求的情況下繼續(xù)削減熱、電負(fù)荷。

4.2.2 日內(nèi)優(yōu)化前后電負(fù)荷平衡出力對(duì)比

日內(nèi)優(yōu)化調(diào)度是在日前調(diào)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)日內(nèi)熱、電負(fù)荷變化，確定可削減負(fù)荷的調(diào)度量來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的熱、電負(fù)荷。日內(nèi)調(diào)度策略下，綜合能源系統(tǒng)熱、電負(fù)荷平衡出力結(jié)果如圖6所示。日內(nèi)調(diào)度策略下綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)情況如圖7 所示。

（1）由如圖6（a）可以看出，在電負(fù)荷日內(nèi)調(diào)度中，由于可再生能源加入系統(tǒng)出力，系統(tǒng)電負(fù)荷有所上升，日內(nèi)調(diào)度前電負(fù)荷峰谷差達(dá)到71.472 MW，加入日內(nèi)調(diào)度后電負(fù)荷峰谷差降為67.239 MW，優(yōu)化前后峰谷差降低約5.9%。

圖6 日內(nèi)調(diào)度策略下綜合能源系統(tǒng)熱、電負(fù)荷平衡出力對(duì)比

圖7 日內(nèi)調(diào)度策略下綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)情況

（2）由圖6（b）可以看出，在熱負(fù)荷日內(nèi)調(diào)度中，日內(nèi)調(diào)度進(jìn)一步削減了綜合能源系統(tǒng)的熱負(fù)荷峰值。日內(nèi)調(diào)度前峰谷差達(dá)到104.49 MW，加入日內(nèi)調(diào)度后熱負(fù)荷峰谷差降為94.724 MW，優(yōu)化前后峰谷差降低約9.3%。

綜上所述，熱、電負(fù)荷削減量相對(duì)于日前調(diào)度計(jì)劃有了一定程度的提升，日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃中高峰時(shí)刻的負(fù)荷相比于日前調(diào)度計(jì)劃有了一定程度的減少。

（3）由圖7 可以看出，在日內(nèi)短時(shí)間優(yōu)化調(diào)度計(jì)劃內(nèi)，綜合考慮到日前制定的調(diào)度計(jì)劃、日內(nèi)負(fù)荷變化量以及不影響用戶(hù)生產(chǎn)等因素，熱、電負(fù)荷的日內(nèi)二次調(diào)整只考慮日內(nèi)可削減負(fù)荷參與調(diào)度。日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃中，在日前可削減負(fù)荷基礎(chǔ)上進(jìn)一步削減了高峰時(shí)段的熱、電負(fù)荷，進(jìn)一步降低了峰谷差。

在綜合能源系統(tǒng)中加入柔性負(fù)荷，通過(guò)多尺度能源調(diào)度，有效降低了系統(tǒng)負(fù)荷的峰谷差，系統(tǒng)一天的總運(yùn)行成本有所下降。采用考慮柔性負(fù)荷響應(yīng)的多尺度調(diào)度優(yōu)化前，綜合能源系統(tǒng)日運(yùn)行成本為261 892.55 元，優(yōu)化調(diào)度后運(yùn)行成本降低為251 921.4 元，運(yùn)行成本下降了3.81%。驗(yàn)證了考慮綜合柔性負(fù)荷響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)多尺度優(yōu)化調(diào)度能夠在一定程度上降低運(yùn)行成本，提升綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行成本如表3 所示。

表3 調(diào)度前后綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行成本對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

本文在柔性負(fù)荷特性分析的基礎(chǔ)上，將熱、電綜合柔性負(fù)荷引入綜合能源系統(tǒng)并在多時(shí)間尺度上進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化，提出一種考慮熱、電綜合柔性負(fù)荷的多時(shí)間尺度綜合能源系統(tǒng)調(diào)度模型。由優(yōu)化結(jié)果得出如下結(jié)論：

（1）將熱、電綜合柔性負(fù)荷加入綜合能源系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃，能夠有效實(shí)現(xiàn)削峰填谷。通過(guò)削峰填谷來(lái)有效平緩負(fù)荷曲線，減少系統(tǒng)運(yùn)行成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）通過(guò)采用本文提出的優(yōu)化調(diào)度模型，可以適應(yīng)不同種類(lèi)的柔性負(fù)荷參與優(yōu)化調(diào)度，證明了在系統(tǒng)中加入熱、電綜合柔性負(fù)荷的多時(shí)間尺度調(diào)度策略可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷的靈活調(diào)度，提升綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，展示了柔性負(fù)荷在能源調(diào)度中的潛力。