PDF《融合风光出力场景生成的多能互补微网系统优化配置》

②多能互补系统 的风光接入容量较高, 波动性的风光出力给系统带 来功率平衡问题和风光消纳问题, 同时区域内风光 出力具有相关性, 因此还需要在规划阶段充分考虑 风光出力的不确定性和相关性. 本文针对多能互补微网系统的优化配置问题, 首先, 构建基于核密度估计法和 C o p u l a理论的风机 和光伏典型日出力场景生成方法, 从而在规划阶段 充分考虑风光出力不确定性和相关性的影响;

然后, 鉴于多能互补微网系统作为可再生能源消纳的有效 模式, 规划与运行紧密耦合是实现其建设目标的根 本保障, 本文针对系统的经济性和环保性, 建立了结 构完善的多能互补微网系统双层规划模型, 对系统

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1 第4 2卷第1 5期2018年8月1 0日Vol.42N o .

1 5A u g .

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1 8 D O I :

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0 0 / A E P S

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8 的配置和运行进行分层优化, 提高系统经济效益和 节能效益;

最后, 通过算例验证了模型的合理性和优 越性, 并进行了灵敏度分析.

1 多能互补微网系统 1.

1 多能互补微网系统结构 本文所研究的多能互补微网系统的结构及能量 流如图1所示.多能系统中, 发电设备包括风机、 光 伏电池以及燃气轮机, 同时微网通过联络线连接至 配电网;

制热设备包括燃气锅炉( g a sb o i l e r , G B) 和 余热锅炉( h e a t r e c o v e r yb o i l e r , R B) ;

制冷设备包括 电制冷机( e l e c t r i cc o o l e r , E C) 与溴化锂吸收式制冷 机( a b s o r p t i o nc o o l e r , A C) ;

另外, 系统中配有储能 电池设 备(batterys t o r a g ee q u i p m e n t , B S E) 、 储热设备 ( h e a ts t o r a g ee q u i p m e n t , H S E) 和储冷设备(ices t o r a g ee q u i p m e n t , I S E) .C CH P系统中, 燃气 轮机利用天然气向用户供电, 余热锅炉利用燃气轮 机烟气产生热水, 可供热或供给吸收式制冷机进行 制冷[

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1 2] .储电/能设备在包含高比例波动性新能 源的多能系统中参与系统协调运行优化, 可提高系 统风光消纳能力并减少热冷能损失, 改善系统经济 性与环保性. 图1 多能互补微网系统结构 F i g .

1 S t r u c t u r eo fME CMs y s t e m 1.

2 多能互补微网系统内设备出力模型 多能互补系统中设备出力模型已有大量研究成 果, 本文主要参考文献[

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1 7 ] 分别建立了风机和光 伏电池组、 燃气轮机、 电制冷机、 溴化锂吸收式制冷 机、 余热锅炉、 燃气锅炉以及储电/能设备出力模型. 篇幅所限, 此处不再赘述. 1.

3 基于能量枢纽的多能系统能量流模型 为了描述多能源系统中复杂的耦合关系, 苏黎 世联邦工学院(ETH Z u r i c h) 提出了能量枢纽(energyh u b ) 的概念.能量枢纽采用耦合矩阵清晰 地描述输入能源和输出负荷之间的平衡关系, 可应 用于多能源系统的运行、 规划研究[

1 8 ] . 能量枢纽可以将多能互补系统描述为如附录 A 图A1所示的输入―输出端口模型, 左侧P 为输入的 能量或能源, 经过多能系统后转换为符合需求的能 量或能源L. 能量枢纽的输入―输出关系可由式( 1) 表示, 其 中矩阵C 为表示P 和L 具体转换关系的耦合矩阵, S 为修正矩阵[

1 9 ] . S 用来描述系统中存在的内部供 能设备, 包括风机、 光伏电池、 储能设备以及电制冷 机, 因内部供能设备不起输入和输出的直接转换作 用, 所以需要对转换方程做出修正.这样就能简单 清晰地对复杂的多能系统能量流进行描述. L=C P- S (