综合能源系统是未来能源的主要承载形式,在我国通常由电能和天然气作为主导能源,同时兼有冷热蒸汽等其他多种能源,可实现能源在生产运输存储和消费环节的清洁化和高效化利用,是当今能源领域的一大热点研究对象。近年来国家能源局相继出台能源互联网、多能互补与并网型微电网的试点通知,表明我国随着可再生能源发电技术、智能电网技术、储能技术、虚拟电厂技术、运行控制技术与人工智能领域(如大数据、机器学习、云计算等)的发展及应用已初步具备开展综合能源项目的基础条件。
综合能源系统是未来能源的主要承载形式,在我国通常由电能和天然气作为主导能源,同时兼有冷热蒸汽等其他多种能源,可实现能源在生产运输存储和消费环节的清洁化和高效化利用,是当今能源领域的一大热点研究对象。近年来国家能源局相继出台能源互联网、多能互补与并网型微电网的试点通知,表明我国随着可再生能源发电技术、智能电网技术、储能技术、虚拟电厂技术、运行控制技术与人工智能领域(如大数据、机器学习、云计算等)的发展及应用已初步具备开展综合能源项目的基础条件。本文重点研究园区级的综合能源系统(即综合能源微网)的运营优化,文章主要研究内容如下:(1)本文首先总结国内外关于综合能源系统的研究现状,在短期运行优化、容量规划和运营策略方面展开分析并进行归纳。 在综合能源微网系统的示意图基础上,构建包含风力发电机、光伏机组、外部能源网、微燃机系统、燃料电池、各类储能设备以及电制冷/热/气设备的数学模型。(2)基于综合能源微网系统的元件数学模型,构建短期运行优化模型,优化模型分别以总运行成本最低和最大消纳可再生能源为目标函数,以设备运行约束与负荷实时平衡为约束条件,通过YALMIP工具箱编译程序,在MATLAB中调用CPLEX求解器进行求解,通过多情景实例分析,验证模型的有效性。(3)在综合能源微网优化运行的基础上构建微网容量配置优化模型,从系统的年运行成本出发,对微燃机、燃料电池、电制冷/热/气设备的容量进行优化。提出综合能源微网项目在实际开发运营中的相关策略和建议,为综合能源微网项目落地提供参考意义,最后对全文的研究进行总结和提出未来展望。
