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近年來，構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)（IES），實(shí)現(xiàn)電、熱、冷、氣等各種能源的耦合互補(bǔ)已經(jīng)成為能源領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。傳統(tǒng)的電力需求響應(yīng)（DR）正逐步擴(kuò)展為綜合需求響應(yīng)（IDR）。

目前，關(guān)于綜合需求響應(yīng)的研究大多是考慮單一主體或?qū)ど虡I(yè)園區(qū)進(jìn)行集中式、集中-分布式的優(yōu)化調(diào)度，而對(duì)于完全分布式綜合需求響應(yīng)的研究較少。集中式綜合需求響應(yīng)和集中-分布式綜合需求響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)需要依賴于園區(qū)層EMS，無法適用于不存在園區(qū)層EMS的場景。

此外，在優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)方面對(duì)于新參與用戶的擴(kuò)展性較差，采用一致性算法實(shí)現(xiàn)無園區(qū)層EMS下的分布式綜合需求響應(yīng)。一致性算法被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)分布式調(diào)控研究中，具有計(jì)算效率高、保護(hù)用戶隱私性等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于分布式綜合需求響應(yīng)。

針對(duì)目前集中式、集中-分布式綜合需求響應(yīng)（IDR）方法的實(shí)現(xiàn)依賴于園區(qū)層能量管理系統(tǒng)的問題，浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院、國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司的徐成司、董樹鋒、華一波、徐航、朱勐婷，在2022年第20期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，以工業(yè)園區(qū)為研究對(duì)象，提出一種基于改進(jìn)一致性算法的分布式綜合需求響應(yīng)方法。

圖1 分布式IDR信息流示意圖

研究人員首先結(jié)合現(xiàn)行市場機(jī)制設(shè)計(jì)了適用于工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應(yīng)的調(diào)峰需求響應(yīng)市場機(jī)制，在該機(jī)制引導(dǎo)下，用戶個(gè)體最優(yōu)與園區(qū)整體最優(yōu)的綜合需求響應(yīng)方案相一致。然后，提出基于一致性算法的分布式綜合需求響應(yīng)模型，但在實(shí)際應(yīng)用中存在困難。最后，對(duì)一致性算法進(jìn)行改進(jìn)，使全局偏差達(dá)成一致，并利用分布式的排隊(duì)法，建立適用于實(shí)際的工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應(yīng)模型。

圖2 不同IDR算法計(jì)算結(jié)果

他們表示，在分布式迭代計(jì)算過程中無需依賴于園區(qū)EMS，同時(shí)用戶需要對(duì)外提供的信息僅為綜合需求響應(yīng)邊際成本和容量迭代值，能夠較好地保護(hù)其信息私密性。

所提方法的特點(diǎn)如下：

1）與集中式綜合需求響應(yīng)相比，在本研究中分布式信息交互機(jī)制下用戶需要對(duì)外提供的信息較少，有利于保護(hù)其信息安全性和控制自主性。

2）與集中式-分布式綜合需求響應(yīng)相比，該分布式綜合需求響應(yīng)無需依賴于園區(qū)層EMS，能夠適用于不存在園區(qū)層EMS的工業(yè)園區(qū)，并且在綜合需求響應(yīng)優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)方面對(duì)于新參與用戶的擴(kuò)展性較好。

3）設(shè)計(jì)了工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應(yīng)機(jī)制，在該機(jī)制引導(dǎo)下園區(qū)分布式綜合需求響應(yīng)的優(yōu)化結(jié)果可使園區(qū)整體綜合需求響應(yīng)成本達(dá)到最小。

4）通過使各用戶對(duì)園區(qū)綜合需求響應(yīng)總量與電網(wǎng)調(diào)峰需求量的偏差達(dá)成一致，并利用分布式的排隊(duì)法對(duì)一致性算法進(jìn)行改進(jìn)，提升了算法的收斂性。

他們指出，進(jìn)一步提升分布式綜合需求響應(yīng)算法的收斂性，并考慮通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化和通信時(shí)延對(duì)分布式綜合需求響應(yīng)迭代計(jì)算的影響，是本課題后續(xù)的研究方向。

本文編自2022年第20期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“基于改進(jìn)一致性算法的工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應(yīng)”。本課題得到國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的支持。