PDF《含电 — 热—气—冷子系统的区域综合能源系统多场景优化调度》

含电―热―气―冷子系统的区域综合能源系统多场景优化调度 钟永洁1 ,孙永辉1 ,谢东亮2 ,翟苏巍1 ( 1.

河海大学能源与电气学院,江苏省南京市

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0 0

9 8;

2.南瑞集团有限公司( 国网电力科学研究院有限公司) ,江苏省南京市

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0 6 ) 摘要:针对当前区域综合能源系统( R I E S) 研究中未详细考虑含电―热―气―冷子系统( P HG C S) 协 调运行效果的现状, 研究计及能源子系统关键特征变量的 R I E S多场景优化问题.首先, 基于能源 集线器概念对以区域混合能源站为核心的能源耦合环节进行能源比例分配建模及分析, 分别建立 R I E S中PHG C S数学模型.然后, 提出考虑效率指标最大化、 费用指标最小化、 排放指标最小化及 多目标综合性能指标最优的多场景运行模式, 建立在不同负荷结构、 多时段、 多场景运行模式下的 优化分析模型.其次, 采用峰谷分时电价机制对 R I E S整体和分时段性能指标、 子系统及耦合环节 关键特征变量进行综合分析.最后, 通过算例验证了该模型与优化方法的合理性和有效性. 关键词:区域综合能源系统;

电―热―气―冷;

能源集线器;

多场景;

优化调度;

能源互联网 收稿日期:

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修回日期:

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1 1. 上网日期:

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2 6. 国家自然科学基金资助项目(

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江苏省自然科学基 金资助项目( B K

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1 0 ) ;

国网电力科学研究院有限公司/ 南瑞集团有限 公司/国电南瑞科技股份有限公司科技项目 综合能源系统仿真评估关键技术研究 .

0 引言 随着工业生产和居民生活对能源需求的日益增 加, 以及在能源危机与环境污染的双重压力下, 如何 提高能源利用效率、 减少环境污染、 实现能源可持续 发展是当今工业界和学术界共同 关注的话题[

1 - 2] . 区域综合能源系统( R I E S) 的建设在世界范围内引 起了广泛的关注, 与传统冷、 热、 电分供系统相比, R I E S有较高的能源综合利用效率[

2 - 4] . 在RIES中, 不同形式的能源在生产、 传输、 分配和消费等环 节实现耦合和交互, 从而提高整个系统的运行经济 性[

3 - 5] .R I E S是能源互联网的重要物理载体, 是推 广能源先进技术的前沿阵地, 具有重要的研究意义[

5 - 6] . 关于 R I E S的建模、 机理及优化运行研究一直 是学术界关注的焦点.文献[ 7] 集中探讨了冷热电 联供( C CH P) 系统建模、 规划与经济调度问题, 仍然 属于传统 C CH P 能量流优化等研究范畴;

文献[ 8] 在分析微型 R I E S结构的基础上, 充分考虑了区域 地理资源禀赋, 提出了 R I E S经济优化方案与控制 策略, 实现了能源供需的最优协调;

文献[ 9] 提出描 述CCH P系统组成和结构的母线式结构, 建立了混 合整数线性规划模型, 但未涉及设备变工况、 非线性 模型;

文献[

1 0 ] 建立了区域热网能量传输通用模型 及含热网的 R I E S优化混合整数线性规划模型, 其 线性化得到的热网能量流模型较为复杂;

文献[

1 1] 研究了电、 气之间的耦合关系、 相互作用及相互影 响, 但未加入热系统模型来进行讨论;

文献[

1 2 ] 利用 双层优化方法实现了电、 气、 热的优化调度, 未涉及 热系统, 仅是电气耦合系统的优化;