含冷熱電聯供及儲能的區域綜合能源系統運行優化

劉滌塵, 馬恒瑞, 王 波, 高文忠, 王 駿, 閆秉科

(1. 武漢大學電氣工程學院, 湖北省武漢市 430072; 2. 丹佛大學電機工程系, 丹佛 80210, 美國; 3. 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院, 湖北省武漢市 430077)

0 引言

近年來,中國建設了大量可再生能源發電系統,以達到調整能源結構的目的[1-2]。提升能源系統中可再生能源所占比例是全球能源領域行業的未來發展方向,也是能源行業發展的重要戰略[2]。

中國可再生能源出力區域集中在冬季有著供暖需求的“三北”地區[3-4]。可再生能源具有隨機性、間歇性等特點,并且在供暖季節受到“以熱定電”政策的限制,導致中國北方地區棄風、棄光現象頻發。國家能源局的統計數據顯示,僅2016年前3個季度,全國棄風電量達到3.947×1010kW·h,直接經濟損失超過2×1010元人民幣[5]。

在由電力系統、熱力系統和天然氣系統組成的供能系統中,各子系統單獨設計和運行導致了相互能源利用率低下。為改善該現象,能源行業提出了“能源互聯網”這一概念[6-8]。利用各類能源轉換設備(如冷熱電聯供系統(combined cooling,heating and power，CCHP)[9]等)和儲能設備(energy storage system,ESS)做到電/熱/氣網互聯運行,達到可再生能源在能源互聯網內充分消納與利用這一目標[10]。能源互聯網可以分為能源主干網和綜合能源系統(integrated energy system,IES)兩部分[11-12]。區域綜合能源系統(regional integrated energy system,RIES)位于能源的負荷側,它是能滿足一定區域內能源終端用戶的多種用能需求,消納就地接入可再生能源的IES[13]。

關于RIES的研究,集中于系統建模、規劃與經濟運行等方面。文獻[14]建立了RIES設備模型庫,并通過……