多能互補、集成優化能源系統關鍵技術及挑戰

艾 芊, 郝 然

(上海交通大學電子信息與電氣工程學院, 上海市 200240)

0 引言

能源是社會和經濟發展的動力和基礎。由于傳統化石能源日益枯竭,提高能源利用效率、開發新能源、加強可再生能源的綜合利用成為解決社會經濟發展過程中的能源需求增長與能源緊缺之間矛盾的必然選擇。2015年國家發改委、能源局在促進智能電網發展的指導意見中明確提出“加強能源互聯,促進多種能源優化互補”[1]。

由于不同能源系統發展的差異,供能往往都是單獨規劃、單獨設計、獨立運行,彼此間缺乏協調,由此造成了能源利用率低、供能系統整體安全性和自愈能力不強等問題。

多能互補并非一個全新的概念,在能源領域中,長期存在著不同能源形式協同優化的情況,幾乎每一種能源在其利用過程中,都需借助多種能源的轉換才能實現高效利用。而集成優化是在能源系統源—網—荷—儲縱向優化的基礎上,通過能源耦合關系對多種供能系統進行橫向上的協調優化,其目的是實現能源的梯級利用和協同調度,為解決上述問題提供了新思路。

隨著分布式發電供能技術,能源系統監視、控制和管理技術,以及新的能源交易方式的快速發展和廣泛應用,能源耦合緊密,互補互濟。區域綜合能源系統作為多能互補在區域供能系統完整的功能實現單元,是本文的主要研究對象,其多種能源的源、網、荷深度融合、緊密互動對系統分析、設計、運行提出了新的要求。……