(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111475557.7 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 河北农业大 学 地址 071001 河北省保定市莲池区灵雨寺 街289号 (72)发明人 霍利民　郁五岳　于雪彬　贾宇琛　 高立艾　温鹏　魏子强　费凡　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 刘芳 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于综合需求响应的区域能源优化方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于综合需求响应的区域 能源优化方法及系统， 首先， 根据计及冷热电负 荷的综合需求响应完成电价和气价评估， 通过该 模型实现对用户侧三种负荷的精确管理， 进一步 提升用户用能的经济性， 为进一步实现用户负荷 的削峰填谷奠定基础。 其次， 通过地源热泵的综 合能源系统， 能够增强综合能源系统运行的灵活 性， 摆脱传统综合能源系统以热定电的限制， 减 少了弃风、 弃光现象的发生。 最后， 结合多目标优 化函数对模 型负荷供给进行优化， 在满足多目标 的情况下， 使综合能源系统中能量的转化、 机组 出力情况、 以及储能装置的出力和存储状况达到 最佳状态。 权利要求书6页 说明书12页 附图3页 CN 114139816 A 2022.03.04 CN 114139816 A 1.一种基于综合需求响应的区域能源 优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 分别获取清洁能源产能和用户的电负荷量、 热负荷量和冷负荷量； 判断所述清洁能源产能是否大于所述电负荷量， 得到第一判断结果； 若所述第一判断结果 为是， 则由清洁能源产能出力； 若所述第一判断结果 为否， 则判断储能 能否出力， 得到第二判断结果； 若所述第二判断结果 为是， 则由所述清洁能源产能和储能共同出力； 若所述第二判断结果为否， 则根据目标函数确定满足电负荷量的第一出力方案， 所述 目标函数为以经济成本、 碳排放系 数和综合能源利用率为优化 目标的函数， 所述第一出力 方案表示由燃气轮机进行发电或由电网购电的方案； 在满足电负荷量后， 根据所述 目标函 数确定满足热负荷量的第二出力方案， 所述第二出力方案表示由地源热泵进 行供热或由燃 气锅炉进行供热或由余热回收进行供热 的方案； 在满足热负荷量后， 根据所述目标函数确 定满足冷负荷量的第三出力方案， 所述第三出力方案表示由吸收式制冷机靠吸收燃气锅炉 热量进行供冷或由吸收式制冷机靠吸收燃气 轮机热量进行供冷的方案； 在 采用所述清洁能 源产能和储能共同出力的同时， 根据所述第一出力方案、 所述第二出力方案和所述第三出 力方案进行 出力。 2.根据权利要求1所述的一种基于综合需求响应的区域能源优化方法， 其特征在于， 所 述目标函数为： F＝min(FA,FB,FC)； Wt＝We,t+Wh,t+Wc,t； 其中， F为目标函数， FA为经济成本， FB为碳排放系数， FC为综合能源利用效率， T为周期， Je,t为t时段内购买电量的价格， Jg,t为t时段内购买气量的价格， Pe,t为t时段内购买的电量， Pg,t为t时段内购买的气量， Cf(Pi,t)为除去地源热泵的机组燃料成本， Ce(Pj,t)为地源热泵的 燃料成本， Y(Pi,t)为除去地源热泵的机组运维成本， Z(Pj,t)为地源热泵的运维成本； Lg＝ 9.5kWh/m3， Pi,t为第i个可控机组在t时刻的输出功率， 单位为kW， ηi,t为第i个可控机组在t 时刻的转换功率， I代表除去地源 热泵的机组类型， Pj,t为地源热泵在t时刻的输出功率， λ为 地源热泵的转 换功率， Ce为每购买1kW电消耗的二氧化碳排放系数， Cg为每购买1kW天然气所 消耗的二氧化碳排放系数， Wt为t时刻的总负荷量， Pt为t时刻的能源供给总量， We,t为在t时 刻的电负荷量， Wh,t为在t时刻的热负荷量， Wc,t为在t时刻的冷负荷量， 为储电系统在t时权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 114139816 A 2刻与系统的交 互功率， 为储气系统在t时刻与系统的交互功率。 3.根据权利要求1所述的一种基于综合需求响应的区域能源优化方法， 其特征在于， 还 包括： 构建电价综合需求响应模型和气价综合需求响应模型； 通过所述电价综合需求响应模型和所述气价综合需求响应模型对成本进行评估， 得到 评估后的成本； 根据所述评估后的成本， 得到所述目标函数的经济成本； 所述构建电价综合需求响应模型 具体包括： 获取电量电价弹性系数； 所述电量电价弹性系数通过以下公式表示： 其中， s为电量电价弹性系数， J为峰谷电价， ΔJ为与传统电价差值， E为负荷响应前电 量， ΔE为负荷响应 变化电量； 根据所述电量电价弹性系数获取电量电价弹性系数矩阵； 所述电量电价弹性系数矩阵 通过以下公式表示： 其中， Ei为用户在i时段 的电量， Ei‑1为用户在i ‑1时 段的电量， Ei+1为用户在i+1时段的电量， ΔEi为i时段负荷响应前后的电量变化量； ΔEi‑1为 i‑1时段负荷响应前后的电量变化量， ΔEi+1为i+1时段负荷响应前后的电量变化量， Ji为i 时段的电价， Ji‑1为i‑1时段的电价， Ji+1为i+1时段的电价， ΔJi为i时段电价的变化量， Δ Ji‑1为i‑1时段电价的变化 量， ΔJi+1为i+1时段电价的变化 量； 根据所述弹性系数矩阵构建电价综合需求响应模型； 所述电价综合需求响应模型通过 以下公式表示： 其中， ΔJe,t为电价综合需求响应模型； Ee,f为进行分时电价之前的波峰耗电量， Ee,p为 进行分时电价之前的平波耗电量， Ee,g为进行分时电价之前的波 谷耗电量， ΔJef为波峰电价 与传统电价的差值， ΔJep为平波电价与传统电价的差值， ΔJeg为波谷电价与传统电价的差权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 114139816 A 3