PDF《融合风光出力场景生成的多能互补微网系统优化配置》

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a e p s - i n f o . c o m 融合风光出力场景生成的多能互补微网系统优化配置 白凯峰1 ,顾洁1 ,彭虹桥1 ,朱彬若2 ( 1. 上海交通大学电子信息与电气工程学院,大数据工程技术研究中心,上海市

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2. 国网上海市电力公司电力科学研究院,上海市

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3 7 ) 摘要:多能互补系统结构及设备耦合关系复杂, 为提高含高渗透率新能源的多能系统的能源利用 效率和运营效益, 对考虑风光出力不确定性和相关性的多能互补微网系统优化配置问题进行了研 究.在规划阶段充分考虑新能源随机性与相关性, 提出了基于核密度估计和 C o p u l a理论的风光出 力场景生成方法, 得到典型日风光出力序列;

基于能量枢纽, 建立结构完善的含风光多能互补系统 的多能流平衡方程, 进而以年化总成本最低和一次能源节约率最高为目标建立配置与运行相结合 的多能互补系统的双层优化配置模型, 并采用智能优化算法对模型进行求解.算例验证和灵敏度 分析表明, 所述方法能够在考虑风光出力不确定性的基础上得到结构完善的多能互补微网系统优 化配置方案, 有效降低了多能系统总成本并提高了一次能源节约率. 关键词:多能互补;

能量枢纽;

不确定性;

相关性;

场景生成;

双层规划 收稿日期:

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修回日期:

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1 5. 上网日期:

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1 8. 国家重点研发计划资 助项目(

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国家电网公司总部科技项目 中低压配电网的弹性提升和价值评价关 键技术研究 .

0 引言 为了提高能源使用效率, 应对能源枯竭和环境 污染问题, 能源互联网的愿景在全球引起了广泛关 注[ 1] .多能互补微网( m u l t i - e n e r g yc o m p l e m e n t a r y m i c r o g r i d , ME CM) 系统耦 合电能、 风能、 光能以及 天然气能等多种能源, 通过配电网联 络线、 热力管 道、 风机(windt u r b i n e , WT) 、 光伏(photovoltaic,PV) 、 储能电池和冷热电三联供( c o m b i n e dc o o l i n g , h e a t i n ga n dp o w e r , C CH P) 系统实现多种能源之间 的互补阶梯利用, 是一种能够提高能源利用率、 减少 环境污染的多能流系统, 可以广泛用于医院、 学校、 工业园区等区域综合能源系统, 对促进能源互联网 发展的应用具有重要意义[

2 - 3] . 多能互补微网系统结构复杂、 运行方式繁多, 系 统内设备耦合关系复杂, 源侧及需求侧在技术发展 与政策引导等双重驱动下存在强不确定性, 因此如 何根据区域用能需求确定多能系统优化配置和优化 运行方案是实现多能互补系统最大能源利用效率以 及系统收益的难题[ 4] .目前, 国内外对多能互补系 统的优化配置和运行等问题进行了相应的研究.在 优化配置方面, 文献[

5 ] 采用 B e n d e r s分解法将热电 联供机组优化配置模型分解为投资优化主问题和模 拟运行子问题对模型进行求解;

文献[

6 ] 考虑了余热 在供热和供冷之间的分配系数, 根据用能需求分别 对系统的设备容量以及运行方式进行优化;

文献[

7 ] 建立多区域 C CH P系统容量优化配置模型, 研究了 电热网耦合对 C CH P 系统优化配置结果以及热网 能流的影响.在优化运行方面, 文献[

8 - 9] 分别建立 多能互补系统优化运行的多目标规划模型和计及光 伏和蓄能的机会约束规划模型, 从经济、 环境角度对 系统进行运行优化. 但目前对多能互补系统优化配置的研究存在两 个主要问题: ①所配置的多能系统结构不够完善, 大 多仅对系 统的燃气轮机(gast u r b i n e , G T) 进行配置, 不利于系统的环保性和经济性;