PDF《市场环境下考虑主动管理措施的双层综合能源规划方法》

下层规划以综合能源管理中心的售电、 气收益, 购电、 气成本, 以及配电网和天然气网传输损耗的总收 益最大 为目标函数. 采用猫群优化(cats w a r m o p t i m i z a t i o n , C S O) 算法和改进的遗传算法( g e n e t i c a l g o r i t h m, GA) 分别对上下层模型进行求解, 并通 过I E E E3

3 节点配电系统验证了所提模型的合理性.

1 综合能源系统 为了充分消纳 R E 的出力, 减少 弃风 弃光

4 1

1 第4 2卷第1 8期2018年9月2 5日Vol.42N o .

1 8S e p t .

2 5,

2 0

1 8 D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

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2 3

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5 h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 现象的发生, 以电力网为载体融合天然气、 热能等多 种能源转换和传输的综合能源系统应运而生.图1 所示的综合能源系统由3个综合能源单元和相关传 输通道构成, 体现了能源基础设施之间相互作用的 环境. 图1 综合能源网络结构 F i g .

1 S t r u c t u r eo f i n t e g r a t e de n e r g yn e t w o r k 图1中的综合能源单元分别对应小区、 医院和 学校3个不同场所, 每个单元根据用户对能源的需 求安装能源转换装置, 在实际生活中可以以物业管 理的形式实现.在本文中, 综合能源系统与传统能 量系统之间的根本区别在于, 单元内的负载可由多 种能源相互转化提供, 以最大限度地降低总成本. 1.

1 综合能源单元模型 一般来说, 综合能源单元实现了能源生产者、 能 量传输网络和消费者之间的联系[

9 ] .从能量系统的 角度来看, 每个综合能源单元都包含许多不同的能 源载体作为输入和输出, 如电力、 天然气、 风力发电 和太阳能等 R E.这些载体通过单元内的各种装置 实现相互转化, 如CH P、 电转气(powert og a s , P

2 G) 、 燃气锅炉( g a sf u r n a c e , G F) 、 风力发电机、 太 阳能电池等[

1 0 ] , 如附录 A 图A1所示. 综合能源单元内的 R E出力和单元向上级电网 购买的电能通过分配系数ve, 一部分直接用于满足 电负荷, 另一部分分配给 P

2 G 生产天然气;

P

2 G 产 生的天然气又与单元向上级天然气网络购买的天然 气通过分配系数vg, 一部分通过 G F产生热能, 另一 部分通过 CH P产生热能和电能供给用户. 综合能源单元的规模可能因实际场所不同而有 所区别, 但其能源输入和输出均可以用式(

1 ) 中定义 的耦合矩阵来表示. Lα Lβ ? Lγ é ? ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú = Cα α Cβ α … Cγ α Cα β Cβ β … Cγ β ? ? ? Cα γ Cβ γ … Cγ γ é ? ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú Eα Eβ ? Eγ é ? ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú (

1 ) 式中: 综合能源单元的各能源的输入和输出分别用 E= [ Eα , Eβ , …, Eγ ] 和L=[Lα , Lβ , …, Lγ ] 表示[

1 1] ;

矩阵C 为描述从输入到输出的能量转换的正 向耦合矩阵, 耦合矩阵的元素是耦合因子, 表示转换 器效率和综合能源中心内部拓扑. 本文重 点介绍电能、 天然气和热能之间的转化[

1 2] , 如式(

2 ) 至式(

6 ) 所示. Le Lh é ? ê ê ù ? ú ú = A B C D é ? ê ê ù ? ú ú Pe+PR E Pg é ? ê ê ù ? ú ú (

2 ) A=1- ve+ ε p

2 g ε g e c h p ve vg (

3 ) B= ε g e c h p vg (

4 ) C=[ ε g h c h p vg+( 1- vg) ε g f] ε p

2 g ve (

5 ) D= ε g h c h p vg+( 1- vg) ε g f (

6 ) 式中: Le 和Lh 分别为用户需要的电负荷和热负荷;

Pe, Pg, PR E分别为综合能源单元向上级网络的购电 量、 购气量和单元内 R E 的出力;