当前,提高能源利用效率和推动能源供应的清洁化是能源社会发展的核心问题。为了达到这些目标,人们越来越关注多能互补的综合能源系统(Integrated Energy System,IES)。综合能源系统能够将电、气、热等多种能源资源深度耦合,实现多种能...
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当前,提高能源利用效率和推动能源供应的清洁化是能源社会发展的核心问题。为了达到这些目标,人们越来越关注多能互补的综合能源系统(Integrated Energy System,IES)。综合能源系统能够将电、气、热等多种能源资源深度耦合,实现多种能源之间的协调利用,提高其对新能源的消纳量。因此,多能互补的综合能源系统将成为未来最主要的能源模式之一。多种能源之间存在深度耦合的关系,并且综合能源系统在其供需两端面临各种不确定性因素,这些因素的综合作用使得综合能源系统的规划和运营管理变得异常复杂。本文围绕适应不确定因素的综合能源系统优化规划方法,从电-气能源网络与能源枢纽联合系统展开了深入研究,并得出了以下几个重要的结论:(1)研究了电-气能源系统关键设备运行特性分析与建模。构建了电-气能源网络模型,基于直流潮流方法搭建输电线路潮流模型;采取分段线性化方法将天然气管道流量模型线性化。分别针对能量生产设备、能量转换设备以及能量存储设备的运行特性分析,并基于设备特性搭建其数学模型。(2)提出了基于改进k-means场景缩减的能源枢纽容量配置随机规划模型。根据随机规划理论,综合考虑光伏出力、负荷波动不确定性,建立了基于混合整数线性规划的能源枢纽规划模型。构建的基于改进k-means聚类场景缩减技术将全年数据缩减为有效场景数,所得规划方案在随机场景安全运行的前提下具有较高的经济性。(3)提出了考虑源-荷不确定的电-气能源网络与能源枢纽协同规划模型。根据随机规划以及鲁棒优化理论,采用多面体不确定集刻画光伏出力和负荷不确定性,构建了考虑源-荷不确定性的电-气能源网络与能源枢纽两阶段鲁棒优化规划模型。基于列与约束生成算法(C&CG)将两阶段鲁棒优化规划模型分解为规划主问题和运行子问题,采用Mc Cormick方法将运行子问题的双线性项线性化转变,将原问题转变为混合整数线性规划主问题和运行子问题。
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