考虑能源子系统与储能的综合能源系统优化分析

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.08.008

电力建设 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (8): 59-68.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2019.08.008

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考虑能源子系统与储能的综合能源系统优化分析

钟永洁1，谢东亮2，孙永辉1，翟苏巍1，常福刚3，张明理3

1. 河海大学能源与电气学院，南京市 210098；2. 南瑞集团公司（国网电力科学研究院），南京市 211106；3.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，沈阳市 110015

出版日期:2019-08-01
作者简介:钟永洁（1990），男，硕士研究生，主要研究方向为综合能源系统、多能互补系统建模及其优化分析等；谢东亮（1980），男，博士，高级工程师，主要研究方向为电力系统可靠性及其仿真；孙永辉（1980），男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向为电力系统分析与控制、负荷预测等；翟苏巍（1991），男，博士研究生，研究方向为综合能源系统、含可再生能源的电力系统建模与优化调控等；常福刚（1962），男，硕士研究生，主要研究方向为电力系统规划、设计等；张明理（1977），男，博士研究生，主要研究方向为电力系统规划、综合能源系统规划运行等。
基金资助:
国网电力科学研究院有限公司/南瑞集团有限公司/国电南瑞科技股份有限公司科技项目“综合能源系统仿真评估关键技术研究”；国家电网公司科技项目《省级能源互联网关键技术及架构研究》（LNDL2018ZX—11）；国家自然科学基金项目（61673161）；江苏省自然科学基金项目（BK20161510）

Analysis of the Optimization of Integrated Energy System Considering Energy Subsystems and Energy Storages

ZHONG Yongjie1， XIE Dongliang2， SUN Yonghui1， ZHAI Suwei1， CHANG Fugang3， ZHANG Mingli3

1. College of Energy and Electrical Engineering， Hohai University， Nanjing 210098， China； 2. NARI Group Corporation （State Grid Electric Power Research Institute）， Nanjing 211106， China；3. Economic and Technological Research Institute， State Grid Liaoning Electric Power Co. Ltd.， Shenyang 110015， China

Online:2019-08-01
Supported by:
This work is supported by Science and Technology Project of State Grid Electric Power Research Institute/NARI Group Corporation/NARI Technology Co.， Ltd. “Research on simulation evaluation key technologies of integrated energy system”， Science and Technology Project of State Grid Corporation of China “Research on key technologies and framework of provincial energy internet”（No. LNDL2018ZX-11）， National Natural Science Foundation of China（No. 61673161） and Natural Science Foundation of Jiangsu Province of China（No. BK20161510）.

摘要/Abstract

摘要： 针对当前综合能源系统（integrated energy system， IES）研究中未详细考虑含电-热-气-冷-汽子系统（power， heat， gas， cooling and steam subsystems， PHGCSS）协调运行效果的现状，研究计及能源子系统关键特征变量的IES日前稳态优化问题。首先，基于多类型负荷需求设计能源集线器（energy hub， EH）及能量耦合方式。在EH基础上提出耦合PHGCSS的能源站模型构架。然后，分别建立IES中PHGCSS稳态数学模型。在考虑峰谷分时电价机制基础上分析蓄电、蓄热、蓄冷对并网运行的IES日前稳态优化的影响。其次，在不同负荷结构下建立含PHGCSS日前稳态非线性优化模型。最后，通过算例分析验证对IES进行稳态优化计算和稳态运行分析的有效性，结果表明，所提模型与方法适用于含PHGCSS的IES日前稳态优化分析及日前动态经济调度，能够合理反映IES的运行特性。

关键词: , 综合能源系统（IES）, 电-热-气-冷-汽, 能源集线器（EH）, 稳态优化, 储能

Abstract: In view of the fact that the key characteristic variables of coordinated operation of power， heat， gas， cooling and steam subsystems （PHGCSS） are not fully considered in integrated energy system （IES）， optimal day-ahead steady-state analysis of IES considering the key characteristic variables of energy subsystem is studied. Firstly， on the basis of multi-type load demand， energy hub （EH） and energy coupling mode are designed. On the basis of EH， the model architecture of energy station with PHGCSS is proposed. Secondly， the steady-state mathematical models of PHGCSS in IES are developed. On the basis of peak-valley time-of-use power price mechanism， the influence of power storage， heat storage and cooling storage on optimal day-ahead steady state of IES is analyzed. Then， a nonlinear optimization model for day-ahead steady-state IES is proposed under different load structures with PHGCSS. Finally， the numerical case verifies validity of optimal calculation and steady-state operation analysis for IES. The models and methods are suitable for optimal day-ahead steady-state analysis of IES containing PHGCS and dynamic economic dispatch， which can reasonably reflect operation characteristics of IES.

Key words: integrated energy system （IES）, power, heat, gas, cooling and steam, energy hub （EH）, steady-state optimization, energy storage

中图分类号:

TM 73

钟永洁，谢东亮，孙永辉，翟苏巍，常福刚，张明理. 考虑能源子系统与储能的综合能源系统优化分析[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 59-68.

ZHONG Yongjie， XIE Dongliang， SUN Yonghui， ZHAI Suwei， CHANG Fugang， ZHANG Mingli. Analysis of the Optimization of Integrated Energy System Considering Energy Subsystems and Energy Storages[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(8): 59-68.

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考虑能源子系统与储能的综合能源系统优化分析

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