为多个枢纽开发一个协调的能源管理系统，并采用需求响应策略

《Energy, Sustainability and Society》：Developing a coordinated energy management system for various hubs with a demand response approach

　　

摘要

背景

将异构能源中心与可再生能源发电、需求响应和本地能源交易相结合，已成为提高未来配电系统可持续性和运营效率的一种有前景的战略。然而，在可再生能源发电存在不确定性的情况下协调住宅、商业和工业能源中心的同时保持网络可行性仍是一项具有挑战性的任务。本研究提出了一种协调的能源管理框架，该框架将需求响应计划（DRP）、点对点能源交易、可再生能源资源、电动汽车和储能系统整合在基于交流最优功率流（ACOPF）的环境中。使用GAMS开发了混合整数线性规划（MILP）模型，并通过CPLEX进行求解，同时利用MATLAB/MATPOWER验证了网络的可行性。采用蒙特卡洛模拟（1000种情景）对可再生能源发电和电力市场价格的不确定性进行了建模。

结果

该框架在一个修改后的IEEE 33节点配电网络上进行了验证，测试了四种运行状态：基准状态、交易状态、光伏状态和交易+光伏状态。结果表明，协调的交易+光伏策略提供了最佳的整体性能。平均网络损耗从209.73千瓦降至198.45千瓦，减少了5.38%，同时最低电压水平也得到了改善。可靠性评估显示，预计未供应的能量（EENS）减少了5.43%，系统平均中断持续时间指数（SAIDI）减少了10%。此外，本地能源交易机制为每个用户平均每天创造了81.01美元的利润，并为消费者节省了34.35美元，从而使总体社会福利每天提高了115.36美元。蒙特卡洛分析进一步确认了该框架在不确定运行条件下的稳健性。

结论

研究结果表明，协调的点对点能源交易与分布式可再生能源发电相结合，可以同时提升多能源中心系统的技术性能、可靠性和经济效率。所提出的框架为未来的可持续配电网络和智能能源社区提供了一个可扩展的决策支持体系。

图形摘要