当前能源社会发展所面临的关键性问题是如何提高能源利用效率、促进能源供应清洁化。综合能源系统(Integrated Energy System,IES)具有能源供应效率高,系统运行方式灵活,可实现电、气、热等多种能源间的深度耦合,大幅提高可再生能源的...
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当前能源社会发展所面临的关键性问题是如何提高能源利用效率、促进能源供应清洁化。综合能源系统(Integrated Energy System,IES)具有能源供应效率高,系统运行方式灵活,可实现电、气、热等多种能源间的深度耦合,大幅提高可再生能源的消纳能力等优点,将成为未来能源供应的主流方式之一。然而,多种能源间深度耦合的复杂性,以及综合能源系统在源-荷两侧面临的多重不确定性因素,使得综合能源系统的运行调度面临诸多困难和挑战。本文以微型燃气轮机型综合能源系统为对象,研究在多重不确定性因素存在下的系统调度策略,主要研究内容包括:1、针对微型燃气轮机型综合能源系统进行容量配置,以年费用最小为优化目标,获得了各设备的最优容量配置。建立了系统各设备的特性模型,包括微型燃气轮机、燃料电池、风机、光伏电池、热泵、换热器、蓄电池和储热罐模型,并根据调度优化需求,建立了可再生能源发电和负荷需求的确定性预测模型和基于场景分析的不确定性预测模型。2、开展了计及不确定性的日前优化调度研究,分别提出了考虑源侧不确定性、负荷侧不确定性以及源荷双侧不确定性的日前优化调度策略。在考虑负荷侧不确定性时针对热负荷侧不确定性加入了热网惯性和热舒适度的考虑,使得调度模型更加全面,符合实际过程,且改善了调度经济性。最后对三种调度策略的仿真结果进行了计算时间、运行成本、弃热量等方面的对比分析,发现同时考虑源荷双侧不确定性的调度方法能在保证经济性的基础上充分协调优化多种供能、储能设备的运行,发挥储能设备能量转移作用和多个设备互补协调的优势,进而提高系统调度的灵活性和稳定性。3、将考虑源荷双侧不确定性下大时间尺度的日前调度和小时间尺度的日内调度相结合,提出了考虑源荷双侧不确定性的微型燃气轮机型综合能源系统日前-日内两阶段多时间尺度优化调度策略。分别在日前和日内不同预测偏差情况下,对基于确定性和计及不确定性两种调度策略进行了仿真对比分析。论文进一步提出考虑源荷双侧不确定性的日内滚动-动态调整两阶段多时间尺度优化调度方法,并与考虑源荷双侧不确定性的日前-日内调度策略进行了详细对比。仿真分析表明,两种调度策略在考虑双侧不确定性后,系统能更加灵活、充分地调度各个设备的输出功率,降低惩罚成本,有效减少弃风弃热现象的产生,对室内温度都有较好的平缓作用;在日内滚动阶段考虑不确定性的调度策略经济性能更优,而日前-日内调度策略由于不需要滚动优化计算耗时更少,且可以对各设备启停计划尽早安排,有利于应对启动时间较长的设备调度难题。
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