考虑楼宇虚拟储能系统的综合能源系统运行优化

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiaxing19871215
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随着我国社会经济的飞速发展,社会用能需求日益增长,但由于石油、煤炭等一次能源储量与开发速度有限,能源供给与需求不平衡的矛盾日渐凸显。综合能源系统不仅能打破冷/热/电/气等多种形式的能源系统之间的互联壁垒,而且有助于促进能源供给侧与需求侧的优化升级,早已成为国内外研究的热点内容。有鉴于此,本文聚焦于综合能源系统的优化调度问题,研究在考虑楼宇虚拟储能系统和光伏不确定性因素时对系统优化调度策略的影响,以达到高效利用一次能源、削峰填谷、促进分布式可再生能源消纳的目的。下面给出了本文的研究成果:
  (1)介绍了含分布式供能的综合能源系统基本结构,建立了各类设备的数学模型。分别从冷/热/电/气能流的角度分析能量的转换与耦合,从能量的产生、传输、转换、存储的角度介绍系统内的典型设备,建立了微型燃气轮机、分布式光伏、压缩式电制冷机、余热锅炉、换热装置等的数学模型,揭示了系统内各类设备输入与输出之间的关系。
  (2)提出了一种考虑楼宇虚拟储能系统的区域综合能源系统日前优化调度模型。从楼宇围护结构内表面热平衡建模和室内空气热平衡建模两个方面分析楼宇建筑的热平衡特性,在此基础上考虑用户热舒适度区间约束,从而构建楼宇虚拟储能系统的模型;将系统日运行费用最小作为目标函数,将系统内冷/热/电功率平衡、室内空气热平衡、设备运行极限以及室温热舒适度区间作为约束条件,建立区域综合能源系统日前优化调度模型;算例结果显示,考虑楼宇虚拟储能系统后,可配合分时电价政策,系统可更好的响应电网进行削峰填谷,同时虚拟储能系统减少综合能源系统的运行费用1.2%,提升了系统运行经济性。
  (3)提出了一种计及光伏不确定性的区域综合能源系统日前优化调度模型。根据光照强度的概率密度函数,运用蒙特卡洛随机模拟方法生成光伏出力场景,采用后向场景削减技术对场景进行削减,以光伏典型场景的形式来表征光伏出力不确定性;构建了计及光伏不确定性的区域综合能源系统日前优化调度模型,以典型场景的概率为加权系数,以系统期望运行费用最小为目标函数,将冷/热/电平衡、室内空气热平衡、设备运行约束、室内温度柔性热舒适度约束等作为约束条件;将 10个典型光伏出力场景纳入算例系统中,算例结果显示在考虑光伏不确定性因素后,储能设备、楼宇虚拟储能系统的出力产生显著变化,系统的弃光和供能缺额分别减少了 34.6%和 38.7%,说明了考虑光伏不确定性的必要性和有效性,算例结果还表明,楼宇虚拟储能系统提升了系统的光伏消纳能力,弃光和供能缺额分别减少了33.06%和45.09%。
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