1研究背景:近年來(lái),隨著環(huán)境和能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻,亟需更加高效的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式。為應(yīng)對(duì)提高能效的需求,由電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)(IES)近年來(lái)得到廣泛關(guān)注和快速的發(fā)展。而大規(guī)模具有間歇性和波動(dòng)性的風(fēng)電并網(wǎng)后,不僅給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)了挑戰(zhàn),還間接地對(duì)天然氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)運(yùn)行造成重要影響,需要綜合能源系統(tǒng)具有更高的靈活性。
包括電儲(chǔ)能、儲(chǔ)氣和儲(chǔ)熱裝置在內(nèi)的多能源儲(chǔ)能裝置可通過(guò)靈活儲(chǔ)存和釋放能量從而為綜合能源系統(tǒng)提供運(yùn)行靈活性,故有必要進(jìn)行計(jì)及風(fēng)電和多能源儲(chǔ)能裝置的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的研究工作。
2重點(diǎn)內(nèi)容
(1)含多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型
對(duì)含多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模,電、氣和熱能可在調(diào)度周期內(nèi)通過(guò)多能源儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存和釋放。對(duì)綜合能源網(wǎng)絡(luò)非線性運(yùn)行約束進(jìn)行線性化。
(2)計(jì)及相關(guān)性的風(fēng)電不確定性建模
為得到不同風(fēng)電場(chǎng)在某一時(shí)段的相關(guān)性,將一段時(shí)間內(nèi)每天同一時(shí)段的風(fēng)電功率歷史數(shù)據(jù)作為一個(gè)向量,計(jì)算不同風(fēng)電場(chǎng)之間的相關(guān)性系數(shù),采用Cholesky 分解方法得到滿足正態(tài)分布的相關(guān)性數(shù)據(jù),基于拉丁超立方采樣方法得到不確定性場(chǎng)景集,并進(jìn)行場(chǎng)景削減。
(3)計(jì)及風(fēng)電相關(guān)性和多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)隨機(jī)調(diào)度模型
構(gòu)建計(jì)及風(fēng)電相關(guān)性和多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)日前隨機(jī)調(diào)度模型,考慮多能源儲(chǔ)能以提供靈活調(diào)整能力。通過(guò)將天然氣系統(tǒng)支路流量方程線性化后,將所提出的優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題。
3解決的問(wèn)題及意義
本文針對(duì)不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,提出一種考慮多形式儲(chǔ)能和風(fēng)電相關(guān)性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型??紤]不同風(fēng)電場(chǎng)之間風(fēng)電出力的相關(guān)性,以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式構(gòu)建時(shí)序相關(guān)性矩陣,進(jìn)而進(jìn)行場(chǎng)景生成與削減,從而將風(fēng)電相關(guān)性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中;進(jìn)一步,引入多形式儲(chǔ)能,通過(guò)靈活充放為多能源系統(tǒng)提供運(yùn)行靈活性,提升風(fēng)電的消納能力。
4主要結(jié)果
設(shè)置考慮與不考慮各種儲(chǔ)能形式的多種場(chǎng)景,通過(guò)對(duì)比分析,證明了所提出模型和方法的有效性。
風(fēng)電調(diào)度結(jié)果對(duì)比
氣源供氣量對(duì)比
CHP 機(jī)組電、熱輸出對(duì)比
5結(jié)論
本文針對(duì)不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,提出一種考慮多形式儲(chǔ)能和風(fēng)電相關(guān)性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型??紤]不同風(fēng)電場(chǎng)之間風(fēng)電出力的相關(guān)性,以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式構(gòu)建時(shí)序相關(guān)性矩陣,進(jìn)而進(jìn)行場(chǎng)景生成與削減,從而將風(fēng)電相關(guān)性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中;進(jìn)一步,引入多形式儲(chǔ)能,通過(guò)靈活充放為多能源系統(tǒng)提供運(yùn)行靈活性,提升風(fēng)電的消納能力。
引文信息
R. Zhang, T. Jiang, G. Li, H. Chen, X. Li, L. Bai, and H. Cui, “Day-ahead scheduling of multi-carrier energy systems with multi-type energy storages and wind power,” CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 4, no. 3, pp. 283–292, Sep. 2018.
包括電儲(chǔ)能、儲(chǔ)氣和儲(chǔ)熱裝置在內(nèi)的多能源儲(chǔ)能裝置可通過(guò)靈活儲(chǔ)存和釋放能量從而為綜合能源系統(tǒng)提供運(yùn)行靈活性,故有必要進(jìn)行計(jì)及風(fēng)電和多能源儲(chǔ)能裝置的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的研究工作。
2重點(diǎn)內(nèi)容
(1)含多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型
對(duì)含多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模,電、氣和熱能可在調(diào)度周期內(nèi)通過(guò)多能源儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存和釋放。對(duì)綜合能源網(wǎng)絡(luò)非線性運(yùn)行約束進(jìn)行線性化。
(2)計(jì)及相關(guān)性的風(fēng)電不確定性建模
為得到不同風(fēng)電場(chǎng)在某一時(shí)段的相關(guān)性,將一段時(shí)間內(nèi)每天同一時(shí)段的風(fēng)電功率歷史數(shù)據(jù)作為一個(gè)向量,計(jì)算不同風(fēng)電場(chǎng)之間的相關(guān)性系數(shù),采用Cholesky 分解方法得到滿足正態(tài)分布的相關(guān)性數(shù)據(jù),基于拉丁超立方采樣方法得到不確定性場(chǎng)景集,并進(jìn)行場(chǎng)景削減。
(3)計(jì)及風(fēng)電相關(guān)性和多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)隨機(jī)調(diào)度模型
構(gòu)建計(jì)及風(fēng)電相關(guān)性和多能源儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)日前隨機(jī)調(diào)度模型,考慮多能源儲(chǔ)能以提供靈活調(diào)整能力。通過(guò)將天然氣系統(tǒng)支路流量方程線性化后,將所提出的優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題。
3解決的問(wèn)題及意義
本文針對(duì)不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,提出一種考慮多形式儲(chǔ)能和風(fēng)電相關(guān)性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型??紤]不同風(fēng)電場(chǎng)之間風(fēng)電出力的相關(guān)性,以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式構(gòu)建時(shí)序相關(guān)性矩陣,進(jìn)而進(jìn)行場(chǎng)景生成與削減,從而將風(fēng)電相關(guān)性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中;進(jìn)一步,引入多形式儲(chǔ)能,通過(guò)靈活充放為多能源系統(tǒng)提供運(yùn)行靈活性,提升風(fēng)電的消納能力。
4主要結(jié)果
設(shè)置考慮與不考慮各種儲(chǔ)能形式的多種場(chǎng)景,通過(guò)對(duì)比分析,證明了所提出模型和方法的有效性。
風(fēng)電調(diào)度結(jié)果對(duì)比
氣源供氣量對(duì)比
CHP 機(jī)組電、熱輸出對(duì)比
5結(jié)論
本文針對(duì)不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,提出一種考慮多形式儲(chǔ)能和風(fēng)電相關(guān)性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型??紤]不同風(fēng)電場(chǎng)之間風(fēng)電出力的相關(guān)性,以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式構(gòu)建時(shí)序相關(guān)性矩陣,進(jìn)而進(jìn)行場(chǎng)景生成與削減,從而將風(fēng)電相關(guān)性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中;進(jìn)一步,引入多形式儲(chǔ)能,通過(guò)靈活充放為多能源系統(tǒng)提供運(yùn)行靈活性,提升風(fēng)電的消納能力。
引文信息
R. Zhang, T. Jiang, G. Li, H. Chen, X. Li, L. Bai, and H. Cui, “Day-ahead scheduling of multi-carrier energy systems with multi-type energy storages and wind power,” CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 4, no. 3, pp. 283–292, Sep. 2018.