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近年來，構建綜合能源系統(tǒng)（IES），實現電、熱、冷、氣等各種能源的耦合互補已經成為能源領域發(fā)展的主要方向。傳統(tǒng)的電力需求響應（DR）正逐步擴展為綜合需求響應（IDR）。

目前，關于綜合需求響應的研究大多是考慮單一主體或對工商業(yè)園區(qū)進行集中式、集中-分布式的優(yōu)化調度，而對于完全分布式綜合需求響應的研究較少。集中式綜合需求響應和集中-分布式綜合需求響應的實現需要依賴于園區(qū)層EMS，無法適用于不存在園區(qū)層EMS的場景。

此外，在優(yōu)化程序實現方面對于新參與用戶的擴展性較差，采用一致性算法實現無園區(qū)層EMS下的分布式綜合需求響應。一致性算法被廣泛應用于電力系統(tǒng)分布式調控研究中，具有計算效率高、保護用戶隱私性等優(yōu)點，非常適合用于分布式綜合需求響應。

針對目前集中式、集中-分布式綜合需求響應（IDR）方法的實現依賴于園區(qū)層能量管理系統(tǒng)的問題，浙江大學電氣工程學院、國網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《電工技術學報》上撰文，以工業(yè)園區(qū)為研究對象，提出一種基于改進一致性算法的分布式綜合需求響應方法。

圖1 分布式IDR信息流示意圖

研究人員首先結合現行市場機制設計了適用于工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應的調峰需求響應市場機制，在該機制引導下，用戶個體最優(yōu)與園區(qū)整體最優(yōu)的綜合需求響應方案相一致。然后，提出基于一致性算法的分布式綜合需求響應模型，但在實際應用中存在困難。最后，對一致性算法進行改進，使全局偏差達成一致，并利用分布式的排隊法，建立適用于實際的工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應模型。

圖2 不同IDR算法計算結果

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

所提方法的特點如下：

1）與集中式綜合需求響應相比，在本研究中分布式信息交互機制下用戶需要對外提供的信息較少，有利于保護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相比，該分布式綜合需求響應無需依賴于園區(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優(yōu)化程序實現方面對于新參與用戶的擴展性較好。

3）設計了工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應機制，在該機制引導下園區(qū)分布式綜合需求響應的優(yōu)化結果可使園區(qū)整體綜合需求響應成本達到最小。

4）通過使各用戶對園區(qū)綜合需求響應總量與電網調峰需求量的偏差達成一致，并利用分布式的排隊法對一致性算法進行改進，提升了算法的收斂性。

他們指出，進一步提升分布式綜合需求響應算法的收斂性，并考慮通信網絡狀態(tài)變化和通信時延對分布式綜合需求響應迭代計算的影響，是本課題后續(xù)的研究方向。

本文編自2022年第20期《電工技術學報》，論文標題為“基于改進一致性算法的工業(yè)園區(qū)分布式綜合需求響應”。本課題得到國家自然科學基金資助項目的支持。