基于通用化生产流程模型的工业园区微电网能量管理与生产流程协同优化

工业园区微电网中动态工业生产流程与其能源供应是紧密联系的,通过灵活调控其工业生产流程的用能计划,参与到配电市场中,可进一步减少其用电成本。提出一种基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的能量管理与生产流程协同优化模型与方法,并引入地源热泵进一步提高能效。首先,提出了含地源热泵的工业园区微电网的用能架构,建立了工业生产流程与用能关系的通用模型。其次,构建了基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的双层优化模型,分别以工业园区微电网能量管理与生产流程调度协同优化模型为上层模型,以配电市场出清模型为下层模型,双层模型之间交换功率和电价信息。然后,基于KKT条件、对偶原理以及大M法将双层模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming,MISOCP)模型。最后,以短流程炼钢厂、水泥厂等典型工业园区为例进行算例分析。结果表明所提出方法可对工业生产流程进行有效建模,并降低工业用户的用能成本,缓解电网调峰压力。

工业园区微电网参与配电市场的策略性能量管理双层优化方法

工业园区具有工业生产和能源需求紧密联系的特点,若对其中工业用户的用能行为加以管理,可为优化配电市场灵活调度发挥重要作用。该文提出一种工业园区微电网参与配电市场的策略性能量管理双层优化模型,其中,上层模型以工业园区微电网运行成本最小为目标函数,基于配电市场的出清结算电价,充分利用工业生产过程中生产任务的可调度性和园区建筑物的储能特性,优化工业园区用能策略;下层模型为配电市场出清模型,以确定出清的配电网节点边际电价(distribution locational marginal price,DLMP),并传递给上层模型用于微电网能量结算。为求解所构建的双层模型,将该模型转化为均衡约束数学规划问题(mathematical programming with equilibrium constraint,MPEC),进一步将其转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming,MISOCP)模型。最后,以IEEE33节点配电系统和某电池制造厂(battery manufacturing plant,BMP)工业园区微电网为例,验证所提模型和方法的有效性。算例结果表明,所提出的工业园区微电网用能管理策略能够有效地降低工业园区用能成本。