论文部分内容阅读
近年来，随着社会经济不断地发展，人类对于能源的开采与利用也快速增加，传统燃料的大量使用和环境污染等问题日益明显，因此发展可持续清洁化能源，提高能源利用效率成为世界各国关注的焦点。在此背景下，综合能源系统（Integrated Energy System）应运而生。综合能源系统指在一定区域内整合煤炭、天然气、电能等多种形式的能源，通过多种能源生产、转换和存储设备耦合不同类型的能源形式，实现按质用能，使能源得到梯级利用，对促进可再生能源规模化开发、缓解环境压力具有重要意义。然而在实际研究中，依然存在风电并网消纳能力不足、容量浪费等问题，导致无法最大化系统效益。为了提升系统效益，本文从源、网、荷三个方面分析了综合能源系统的优化方案，主要完成了以下工作：
（1）构建区域综合能源系统基本架构，分析了区域综合能源系统中典型设备的运行特性，建立了能源生产设备、可再生能源机组和能源储存设备的通用模型；并进一步基于能量母线方法建立了典型综合能源系统能量平衡模型。其次，研究了终端用户用能需求预测，重点针对用电需求讨论了能够反映天气和日期特征的预测方法，为区域综合能源系统优化奠定了基础。
（2）从柔性负荷调度模型入手，首先建立了可中断负荷、可转移负荷和可平移负荷3类电力柔性负荷调度模型，引入用户不舒适度概念，并根据用户对供热舒适度感知的模糊性建立了柔性热负荷调度模型；考虑经济与能耗指标，建立了计及柔性负荷调度的区域综合能源系统调度模型，重点研究了柔性负荷对提高区域综合能源系统经济性的影响。
（3）从源侧和网侧入手，在网侧建立了考虑供热管道水温动态特性的热网模型，计及了温度和流量平衡的约束，讨论了供回水温度对热损的影响，并由此拟合热损随供回水温度变化的表达式；在源侧添加热泵装置，建立燃气轮机-热泵联合系统，加强电热耦合关系，充分利用电热互补特性，考虑经济与能耗指标，研究了优化热损和引入热泵对区域综合能源系统经济性和风电消纳率的影响。
（1）构建区域综合能源系统基本架构，分析了区域综合能源系统中典型设备的运行特性，建立了能源生产设备、可再生能源机组和能源储存设备的通用模型；并进一步基于能量母线方法建立了典型综合能源系统能量平衡模型。其次，研究了终端用户用能需求预测，重点针对用电需求讨论了能够反映天气和日期特征的预测方法，为区域综合能源系统优化奠定了基础。
（2）从柔性负荷调度模型入手，首先建立了可中断负荷、可转移负荷和可平移负荷3类电力柔性负荷调度模型，引入用户不舒适度概念，并根据用户对供热舒适度感知的模糊性建立了柔性热负荷调度模型；考虑经济与能耗指标，建立了计及柔性负荷调度的区域综合能源系统调度模型，重点研究了柔性负荷对提高区域综合能源系统经济性的影响。
（3）从源侧和网侧入手，在网侧建立了考虑供热管道水温动态特性的热网模型，计及了温度和流量平衡的约束，讨论了供回水温度对热损的影响，并由此拟合热损随供回水温度变化的表达式；在源侧添加热泵装置，建立燃气轮机-热泵联合系统，加强电热耦合关系，充分利用电热互补特性，考虑经济与能耗指标，研究了优化热损和引入热泵对区域综合能源系统经济性和风电消纳率的影响。