PDF《离岸微型综合能源系统多目标随机规划》

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1 7 ] 分别提出结合分段线性热/电效率曲线 的鲁棒优化、 将CVaR理论引入I E S运行调度和两 阶段随机优化方法, 来应对系统中的各类不确定性. 文献[

1 8 ] 提出了计及多个光伏电站出力相关性的随 机潮流方法, 并对多个光伏电站的出力进行相关性 建模.文献[

1 9 ] 提出了考虑风电相关性的源―网规 划方法, 探讨了风电相关性对规划方案的影响.文献[

2 0 ] 考虑了天然气网络和电力网络之间的相关 性, 提出了基于需求响应和风力不确定性的气―电 集成的I E S 协调操作策略.上述研究考虑新能源 接入、 负荷随机波动等对陆 上MIES的影响, 但对 OM I E S的不确定性与相关性研究较少;

同时, 对MIES所服务 的生产工艺环节的不确定性也鲜有考虑. 本文梳理了 OM I E S的用能特点, 根据能源集 线器( e n e r g yh u b , EH) 思想建立 OM I E S多能流分 析模型, 从多目标优化的角度, 对生产工艺环节和外 界环境对 OM I E S的不确定性影响进行数学建模,

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1 第4 3卷第7期2019年4月1 0日Vol.43N o . 7A p r .

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0 0 / A E P S

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2 提出一种兼顾经济与环保的多目标随机规划方法. 最后, 选取海洋油气工程与大型舰船微型综合能系 统进行算 例分析, 验证模型与方法的可行性与有效性.

1 OM I E S结构 OM I E S通常由燃气轮机组、 锅炉、 余热回收装 置以及各种电、 热负荷等构成, 如图1所示.其中, 电站是微能系统的核心, 为生产和生活等设施提供 电力.热站装置是仅次于电站装置的第二大重要设 备, 主要用于工艺系统内及公用系统设备等的加热 和保温.电力的传输通过( 海底) 电缆完成, 热能的 传输则由各管道系统完成.受体积与面积的约束, OM I E S供能单元与负荷分布相对集中.例如, 海上 油气生产处理平台往往集原油生产处理系统、 工艺 辅助系统、 公用系统、 动力系统及生活楼宇于一体;

而大型舰船的供能系统与动力推进系统则多集中于 舰船的中上部. 图1 OM I E S示意图 F i g .

1 S c h e m a t i cd i a g r a mo fOM I E S 不同于陆地 M I E S, OM I E S 一般不与陆上电、 热网相连, 不确定性因素较多且燃料补给周期长, 成 本高, 污染较大.因此, 如何保证 OM I E S运行的经 济性和环保性是本文讨论的关键问题.

2 OM I E S多能流分析模型 2.

1 OM I E S的EH模型 由于 OM I E S各功能环节紧密耦合, 电-热-CO2等能量、 物质形式相互影响, 因而, 要实现经济、 环保 的协同优化规划, 有赖于建立系统化、 精细化的分析 模型.本文基于 EH 思想[

2 1] 建立 OM I E S的能量 - 物质流动模型, 如图2所示. 图2 OM I E S的EH模型 F i g .

2 E H m o d e l o fOM I E S 与其他 M I E S类似, OM I E S包含涉及单一能源 生产与使用的转换元件, 多种能源转换与消耗的耦 合元件, 以及存储元件.其数学模型可用 EH 模型 的耦合矩阵来描述, 如式(

1 ) 所示. L1 L2 ? Ln ? ? ????? ? ? ? ????? ? L = c

1 1 c

1 2 … c

1 n c

2 1 c

2 2 … c

2 n ? ? ? c n

1 c n

2 … c n n ? ? ????? ? ? ? ????? ? ? ? ? ???? ? ???? ? C P1 P2 ? Pn ? ? ????? ? ? ? ????? ? P - S1 S2 ? Sn ? ? ????? ? ? ? ????? ? S (

1 ) 式中: L, C, P, S, c i j 分别表示能量输入、 能量耦合、 能量输出、 能量存储、 耦合因子, c i j 为第j 种形式能 源输出与第i种形式能源输入的比值, 0≤ c i j≤1. 为了提升 OM I E S的能源利用水平, 可在燃气 轮机机组排烟管道后设置余热锅炉以回收燃气轮机 排放的高温烟气(