(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 202111433827.8 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司 地址 310007 浙江省杭州市西湖区黄龙路8 号 (72)发明人 袁婷　侯素颖　吴伟玲　潘美　 陆雯　王舒颦　林森　胡茜　 包卓慧　 (74)专利代理 机构 浙江翔隆专利事务所(普通 合伙) 33206 代理人 王晓燕 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种居民用户多能互补用能优化方法及装 置 (57)摘要 本发明公开了一种居民用户多能互补用能 优化方法及装置， 包括： 建立居民用户多能互补 转化模型， 从不同用能维度量化评估居民用户用 能行为， 评估多能转化效率及可转化潜力； 建立 基于实时电价的居民用户综合能源需求响应模 型， 从居民用户提供需求响应的容量补偿、 实际 调用电量补偿及电转热电量补偿三个维度， 量化 评估居民用户参与综合能源需求响应的补偿收 益； 建立基于实时电价的居民用户多能互补用能 优化模型， 模 型的优化目标为 综合考虑用户侧用 能互补特性的居民用户参与需求响应的收益最 大化， 求解优化模型， 获得居民用户实时综合能 源用能行为安排情况。 本发明综合考虑居民用户 多能互补特性， 提高电力系统运行灵活性， 促进 可再生能源消纳。 权利要求书6页 说明书15页 附图1页 CN 114358374 A 2022.04.15 CN 114358374 A 1.一种居民用户多能互补用能优化方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1， 建立居民用户多能互补转化模型， 从综合能源多种能源用能维度量化评估居民 用户用能行为， 评估多能转化效率及可转化潜力， 包括居民用户热能储存模型、 居民用户电 能储存模型以及居民用户基于能效转化效率多能转化模型； 通过所建立的居民用户热能储 存模型， 表征居民用户热能储存容量及可转化热能容量； 通过所建立的居民用户电能储存 模型， 表征居民用户电能储存容量及可转化电能容量； 通过所建立的居民用户基于能效转 化效率多能转 化模型， 刻画居民用户多能互补模式下， 居民用户综合能源用能 区间； 步骤2， 建立基于实时电价的居民用户综合能源需求响应模型， 量化评估居民用户参与 综合能源需求响应的容量补偿、 实际调用电量补偿及电转热电量补偿， 能源转化过程中的 效率损失表征于居民用户用电行为中， 通过居民用户参与电力需求响应补偿表征用户参与 综合需求响应的总收益； 步骤3， 建立基于实时电价的居民用户多能互补用能优化模型， 模型的优化目标为综合 考虑用户侧用能互补特性的居民用户参与需求响应的收益最大化， 求解优化模型， 根据求 解结果， 获得居民用户综合能源用能行为 安排情况。 2.根据权利要求1所述的一种 居民用户多能互补用能优化方法， 其特征在于： 所述步骤 1包括： 步骤101， 获取居民用户侧储热系统及用热参数， 并计算居民用户实时热能储存容量及 可转化热能容 量； 在所述步骤101中， 计算居民用户实时热能储 存容量及可转 化热能容 量的步骤为： A.居民用户侧储热设备的储热容量、 输入输出热功率以及热损耗之间的计算模型如 下: S(t)＝S(t ‑1)+Phs(t)Δt‑η×S(t‑1) 式中:S(t)与S(t ‑1)分别表示t时刻与(t－1)时刻的储热容量,Phs(t)表示储热系统在t 时刻的输出功率, η表示储热系统的储热效率； B.储热功率与容 量的约束如下： Smin≤S(t)≤Smax 其中: 与 分别表示储热系统允许的最小与最大输出功率； Smin与Smax分别表示储热系统的容 量下限与上限； 步骤102， 获取居民用户侧储电系统及用电参数， 并计算居民用户实时电能储存容量及 可转化电能容 量； 在所述步骤102中， 计算居民用户实时电能储 存容量及可转 化电能容 量的步骤为： A.居民用户侧储电设备的储电容量、 输入输出电功率以及电损耗之间的计算模型如 下: 权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 114358374 A 2其中:QSOC(t)和QSOC(t‑1)分别表示储电设备在t及(t－1)时刻的荷电状态； 与 分别表示储电设备在t时刻的充电、 放电 电量； Pch(t)与Pdis(t)分别表示t时刻的充电、 放电功率； ηch与 ηdis分别表示充电、 放电效率； ΔT表示充放电时长； SES表示额定容量； Tch， Tdis分别表示储电设备处于充电状态或放电状态的时段； B.储电设备 具体的充放电功率与电价C(t)的关系： 其中:αch与βch表示充电时刻电价与功率的关系 系数； αdis与βdis表示放电时刻电价与功率的关系 系数； C.储电功率与容量的约束为Pch(t)与Pdis(t)不能超过储电设备的最大允许充放电功 率， 且充放电后不能超过设备容 量限制； 步骤103， 建立居民用户基于能效转化效率多能转化模型， 刻画居民用户多能互补模式 下， 居民用户综合能源用能 区间； 在所述步骤103中， 居民用户基于能效转化效率的多能转化模型， 仅考虑电能向热能的 转化： Phs(t)＝P电→热(t)ηefficiency 其中P电→热(t)和 ηefficiency分别表示居民用户在时刻t电转热的功率及效率。 3.根据权利要求2所述的一种 居民用户多能互补用能优化方法， 其特征在于： 所述步骤 2包括： 步骤201， 获取居民用户参与综合需求响应的激励机制； 步骤202， 确定基于实时电价的居民用户需求响应效用函数， 效用函数由用户侧提供需 求响应容 量补偿、 实际调用电量补偿及电转热电量补偿构成； A.确定居民用户提供需求响应容 量补偿： 其中， λtCA表示时刻 t居民用户参与需求响应的容量补偿价格， CAt表示时刻t居民用户参 与需求响应的容 量； B.确定居民用户提供需求响应实际调用电量补偿： 其中， λtMI表示时刻 t居民用户参与需求响应的调用补偿价格， LIt表示时刻t居民用户参 与需求响应的调用量；权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 114358374 A 3