考慮能量梯級利用的工廠綜合能源系統多能協同優化

徐 航, 董樹鋒, 何仲瀟, 施云輝

(浙江大學電氣工程學院, 浙江省杭州市 310027)

0 引言

綜合能源系統(integrated energy system,IES)是能源互聯網的重要物理載體[1],利用各個能源系統在時空上的耦合機制,實現多能互補、能源梯級利用,是破解中國能源困局的重要戰略之一[2-4]。中國能源科技發展中,第一優先主題為“工業節能”,能源梯級綜合利用技術更是其重點研究方向。工業園區是以工業負荷為主的復雜能源系統,包含多種產能/用能設備,供電可靠性要求高,但普遍存在能源利用率低、能源結構不合理、峰谷電力差額大、環境污染等問題[5-6],有必要對工廠進行用能優化管理,提升經濟效益和能源利用率。

文獻[7-8]提出了針對包含冷、熱、電的區域綜合能源系統的協同規劃方法與系統集成方案。文獻[9-11]建立了以運行成本最低為目標的含多種供能系統的經濟調度模型。文獻[12-15]考慮可再生資源和負荷的不確定性,建立了熱電聯供(combined heat and power,CHP)的隨機優化模型。文獻[16]考慮了光伏出力與負荷預測的隨機性,建立了調峰調蓄優化模型,目標為實現最小化經濟成本和最大程度的削峰填谷。文獻[17]根據設備特性對能源樞紐中的各類設備進行分類建模,搭建了能源樞紐架構。文獻[18]選取傳遞媒介作為基本母線,采用集中母線式的方式搭建了冷熱電聯供(combined cooling, heating and power,CCHP)微網系統的架構,在此基礎上對調度優化模型進行建模。文獻[19]提出了包含冷、熱、電、氣的微型能源網的供能架構,并將冷熱電負荷進一步細分,提高了優化控制的準確度。……