含冰蓄冷空调的冷热电联供型微网多时间尺度优化调度
程
杉
1
,
黄天力
1
,
魏荣宗
1
,
2
(
1.
新能源微电网湖北省协同创新中心
(
三峡大学
),
湖北省宜昌市
443002
;
2.
台湾科技大学电子工程系
,
台湾省台北市
10607
)
摘要
:
冷热电联供型微网
(
CCHP
-
MG
)
对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应
用价值
,
而内部复杂的能源结构与设备耦合关系
、
可再生能源的消纳和负荷波动的平抑给其优化运
行带来了挑战
。
文中提出含冰蓄冷空调的
CCHP
-
MG
多时间尺度优化调度模型
,
研究冰蓄冷空调
的不同运行方式对优化调度的影响
。
日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性
,
侧重于
一个运行优化周期内
CCHP
-
MG
的经济运行
;
日内调度基于日前计划方案
,
根据冷热电在不同时
间尺度上的相关性和互补性
,
提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型
,
求解各联供设备的
调整出力
。
仿真结果表明
:
冰蓄冷空调的运行方式关系到
CCHP
-
MG
的综合效益的提高
;
多时间
尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷
、
热
、
电能的需求
,
还能有效平抑日内阶段供需侧随机性
波动
,
实现
CCHP
-
MG
经济及稳定运行
。
关键词
:
微网
(
微电网
);
冰蓄冷空调
;
滚动优化
;
冷热电联供
;
混合整数线性规划
收稿日期
:
2018
-
04
-
17
;
修回日期
:
2018
-
09
-
07
。
上网日期
:
2019
-
01
-
15
。
国家自然科学基金资助项目
(
51607105
)。
0
引言
冷热电联供型微网
(
CCHP
-
MG
)
将不可控的可
再生能源
、
可控的发电机组
、
储能系统
、
燃气轮机等
能源设备和各类负荷形成一个多能源综合供给系
统
,
不仅能提高能源的利用效率
,
同时能满足各类能
源负荷需求
,
减小环境污染
。
但是
,
风电等可再生能
源发电出力的随机性与不确定性
,
以及所采取的各
种接入和平抑技术
,
使
CCHP
-
MG
成为一个时间尺
度紧密耦合的复杂系统
。
而且复杂的多能源结构和
不同能源的调节时间差异
,
都加大了
CCHP
-
MG
运
行和管 理 难 度
。
因 此
,
研 究 多 时 间 尺 度 的
CCHP
-
MG
对中国能源可持续利用
、
发展绿色低碳社会具
有重要意义
[
1
-
2
]
。
近年
,
国内 外 针 对
CCHP
-
MG
的单 元 建模
、
规
划
、
能 量 管 理 做 了 一 系 列 具 有 开 拓 性 的 研 究
,
文
献
[
3
-
7
]
在
CCHP
-
MG
设 备 规 划 层 面 给 出 规 划 模
型
,
并通过多目标粒子群算法
、
遗传算法
、
粒子群算
法以及
LINGO
软件对模型的多种运行方式进行求
解分析
。
文献
[
8
-
9
]
考虑微网削峰填谷的作用
,
分别
建立计及附加机会收益的
CCHP
-
MG
动态调度模
型和能源优化调度模型
,
采用模拟退火的粒子群优
化算法和
C
p
lex
对模型进行求解
。
文献
[
10
]
则考虑
CCHP
-
MG
中的多能流耦合关系与多种储能形式
,
建立含分布式电源
(
DG
)
的多能流微网优化模型
,
通
过
C
p
lex
对模型 进 行求解
。
文献
[
11
]
提 出 含 新 能
源
、
储能系统及
CCHP
系统的区域综合能源联合调
度模型
,
通过
C
p
lex
对模型进行求解
。
文献
[
12
]
从
能量管理架构 角 度
,
提出一 种 含主
—
从博弈 的 能源
互联网系统分布式能量管理模型
,
基于并行分布式
求解方法对多个模型进行求解
。
上述文献从不同的
角度和设备的规划层面详细研究了
CCHP
-
MG
的
日前经济调度问题
。
然而
,
日前计划并不能完全反
映可再生能源和多能源负荷的预测误差以及随机性
波动功率对
CCHP
-
MG
实际运行的影响
。
由于风电等间歇性发电预测误差随时间尺度缩
小而减小
,
因此
,
可以采用
“
逐步细化
”
的调度策略
,
建立不同时间尺度的
CCHP
-
MG
运行优化模型
,
在
日前阶段基于预测数据制定各联供设备运行计划
,
在日内阶段
,
基于短期预测将上级遗留的偏差通过
可控
DG
进行功率调整
[
13
-
15
]
。
文献
[
16
]
在日内调度
阶段通过可控负荷与电热转换装置的快速响应特
性
,
实现系统功率波动的消纳
,
但文中对于热负荷的
时间特性考虑得并不全面
。
文献
[
17
]
在上述基础上
提出日内不同能量区分调度的策略
,
虽然能满足实
际的冷热能调度时长需求
,
但电储能充放电频繁
,
与
实际运行状况不符
。
文献
[
18
]
在日前层利用模糊预
03
第
43
卷
第
5
期
2019
年
3
月
10
日
Vol.43No.5 Mar.10
,
2019
DOI
:
10.7500
/
A E PS20180417007