【摘 要】
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近年来,随着能源互联网与综合能源系统（integrated energy system,IES）的发展,国内外学者开始关注电力系统和输配水网之间的耦合关系和协同效应,在IES的框架下围绕电-水综合能源系统（electricity-water integrated energy system,EW-IES）的建模、潮流分析和调度运行等问题展开研究。目前,在关于EW-IES的研究中,电-水耦合元件基本
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近年来,随着能源互联网与综合能源系统（integrated energy system,IES）的发展,国内外学者开始关注电力系统和输配水网之间的耦合关系和协同效应,在IES的框架下围绕电-水综合能源系统（electricity-water integrated energy system,EW-IES）的建模、潮流分析和调度运行等问题展开研究。目前,在关于EW-IES的研究中,电-水耦合元件基本只考虑电力驱动水泵,忽略了在用户侧存在的电-水综合负荷对两个系统产生的关联作用。同时,EW-IES同电力系统以及其他形式的综合能源系统一样,存在大量随机因素,然而目前还未见关于EW-IES概率分析的相关研究。另一方面,EW-IES中电/水负荷及电-水综合负荷都可能存在有能力参与需求响应（demand response,DR）的柔性负荷,但现有关于EW-IES的研究均未考虑DR对系统运行调度的影响,未能充分挖掘这些柔性负荷参与DR对提升EW-IES经济性和灵活性的潜在作用。本文以配电网和配水网耦合形成的区域级EW-IES为研究对象,针对现有研究的不足,围绕DR建模及其在EW-IES概率分析及优化调度中的应用展开研究,主要工作如下:（1）建立水负荷及电-水综合负荷的价格型/直控型DR模型。借鉴价格型电力DR的建模思路,考虑负荷的可转移性以及可削减性,在分时价格机制下,基于需求-价格弹性理论,建立水负荷的价格型DR模型;在此基础上,通过电价和水价的弹性权重描述电-水综合负荷对电价和水价的敏感程度、实现两个价格信号的耦合,从而建立电-水综合负荷的价格型DR模型。此外,将直控型电力DR模型推广应用于水负荷和电-水综合负荷,建立可削减负荷和可转移负荷两类直控型负荷的DR模型。（2）提出计及价格型DR不确定性的EW-IES概率分析方法。将所提价格型DR模型应用于电-水联合潮流分析,通过算例验证本文价格型DR模型的有效性及其对电-水联合潮流的影响。在此基础上,针对现有电-水联合潮流局限于确定性潮流分析的不足,进一步用基础负荷和价格弹性系数的随机性描述价格型DR的不确定性,综合考虑EW-IES中新能源出力和电/水负荷的不确定性及相关性,基于蒙特卡洛模拟方法,实现电-水联合潮流的概率分析。用算例验证所提概率分析方法的有效性,并分析价格型DR的不确定性对EW-IES的影响。（3）提出考虑直控型DR的EW-IES优化调度方法。将所提直控型DR模型应用于EW-IES的调度决策,以DR响应量、风电削减量、电力驱动水泵相对转速、蓄水池进/出水流量为决策变量,以EW-IES总成本最小为目标,考虑配电网、配水网和耦合元件的各种运行约束,提出考虑直控型DR的EW-IES优化调度模型;用智能算法求解所提调度模型,实现配电网和配水网的联合优化调度。用算例验证所提EW-IES优化调度方法的有效性,并分析直控型DR和蓄水池容量对EW-IES运行调度的影响。
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