計及電轉氣運行成本的綜合能源系統多目標日前優化調度

董 帥, 王成福, 梁 軍, 董曉明, 梁正堂, 李華東

(1. 電網智能化調度與控制教育部重點實驗室(山東大學), 山東省濟南市 250061; 2. 國網山東省電力公司電力科學研究院, 山東省濟南市 250002)

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當前,中國棄風消納問題極為嚴峻,據統計,2016年全年棄風電量49.7 TW·h,平均棄風率達到17.1%,其中甘肅省棄風率更是高達43%[1]。與此同時,能源互聯網的提出為可再生能源消納提供了新的解決途徑[2-3],而作為其重要物理載體的綜合能源系統的優化調度運行則是實現棄風消納的關鍵所在[4-7]。

作為綜合能源系統的核心環節,電轉氣(power to gas,P2G)技術可將低谷時段難以消納的風電轉化為易于大規模存儲的天然氣,實現電力—天然氣網絡的深度耦合,從而改善系統運行靈活性,并提高其風電接納能力。因此,P2G技術及其優化運行方法成為當前綜合能源系統研究的焦點問題[8-14]。文獻[8-9]建立了電氣互聯系統的不確定性模型,并分析了P2G對系統運行靈活性的提高作用;文獻[10]提出了一種通過P2G和燃氣輪機協調進行削峰填谷的模型,兼顧了系統的經濟性目標與削峰填谷目標;文獻[11]采用能源中心建模方法,建立了綜合能源系統優化調度模型,并分析了系統消納風電的經濟效益。上述研究均證明了P2G對系統運行靈活性及風電接納能力的有益幫助。

然而,雖然P2G具有良好的棄風消納效果,但在當前及可預見的未來,其運行成本恐將難以得到大幅度降低。當前,國內外針對P2G運行成本的探討主要集中在P2G容量配置與經濟性評估方面[15-23]。……