考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略.pdf

第57卷第1期中国电力Vol.57,No.1

2024年1月ELECTRICPOWERJan.2024

考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂

优化调度策略

王世杰，冯天波，孙宁，何可，李嘉文，杨程，崔昊杨1231111

(1.

上海电力大学

电子与信息工程学院，上海201306；2.

国网上海市电力公司信息通信公司，上海200122；

3.

国网上海市电力公司培训中心，上海200438)

摘要：热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求，存在发电

出力调节能力不足的问题。针对上述问题，提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂

优化调度策略。首先，为提升热电联产机组向下调峰能力，引入电制气设备和碳捕集技术，构建新型的热

电联产耦合模型。其次，为提升系统运行的灵活性，考虑峰谷分时电价、热价，建立综合需求响应机制。

然后，为减少系统发电成本，引入电、热储能装置，以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建

立虚拟电厂双层优化模型，并根据下层优化模型的KKT（Karush-Kuhn-Tucher，KKT）条件将双层模型转为

单层并线性化处理进行求解。结果表明，所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优，提升

了热电机组向下调峰能力，满足了系统低碳性、经济性的需求。

关键词：热电耦合；电、热储能；需求响应；双层优化；虚拟电厂

DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202309050

0引言机组的调节能力，但火电机组使用化石燃料后如

[7]

何进行低碳处理的问题亟须解决。

新能源装机容量的不断增加，要求热电联产针对系统产生的碳排放量过高的问题，利用

（combined

heat

and

power，CHP）机组同时保证供碳捕集（carbon

capture

and

storage，CCS）技术能

热和调峰能力，以保证系统灵活稳定运行。而有效提高虚拟电厂的环境效益。文献[8]通过挖

CHP机组“以热定电”的运行方式存在系统调峰掘CHP机组、电转气（power

to

gas，P2G）设备

[1-2]

能力不足的问题。等多种能源载体之间的相互作用，实现了电、气、

中国“三北”地区拥有丰富