园区能源互联网多能源协同优化配置发展构想

文章来源:北极星输配电网2018-09-12 16:20

摘要:园区能源互联网是低碳经济背景下开展多能源协同利用与综合能源服务的最佳应用场景之一,对推动中国能源结构的优化与调整具有重要的战略意义。介绍了园区能源互联网的基本概念,剖析了园区能源互联网的主要特征与功能特点,并列举了国内外典型园区能源互联网示范工程的建设目标、内容与应用效果;通过分析传统园区供用能系统存在的不足,指出园区能源互联网规划面临的关键技术难题,提出系统化的园区能源互联网规划方法的理论框架以及关键要素,应从系统优化配置、信息平台、多能源互动3个方面进行工程实践建设,并提出了相应的建设思路与原则。

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引言

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现代社会的发展使得能源需求日益增加,能源与环境之间的矛盾日益突出,可持续发展战略目标面临严峻挑战[1]。园区能源互联网(park energy internet,PEI)[2-3],由于具有清洁能源利用、能源综合利用效率高等特征,受到广泛关注且发展迅速。 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com

PEI具有较高的灵活性,可将各类型分布式能源、负荷、储能等装置以及控制系统进行有效集成,满足用户各类能源需求。对PEI内部各单元进行优化配置,对PEI内多种能源互补和可再生能源的充分消纳利用,降低系统运行成本具有重要支撑意义。然而,由于PEI的能源输入、输出方式多样,且涉及复杂的能源转换,亟需新的优化配置理论。目前,关于PEI优化配置理论的研究已取得了一定的成果,并开发了相应的设计软件,如美国新能源国家实验室(NREL)开发的HOMER模型及设计框架、Hybrid2模型及设计框架[4-7],伯克利劳伦斯国家实验室(LBNL)开发的DER-CAM模型及设计框架[8],加拿大政府资助开发的RetScreen模型及设计框架[9],天津大学开发的PDMG双层优化模型及设计框架[10]、合肥工业大学研发的MGMEG模型及设计框架等[11]。不同优化配置模型具有各自不同的特点和适用范围,多数软件已在实际的示范工程建设中得到应用,并收到很好的应用效果。

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现有的PEI在优化配置过程中多侧重于分析系统中电环节的需求,而将与之相关的其他能源环节(气/冷/热)以约束的形式纳入优化配置模型,在对设计方案的电力、热力、燃气、各类管网部分进行分析和故障校核时,还需单独调用相关算法进行计算,运算效率较低且能考虑的约束和场景都较为简单。考虑到PEI中的电、气、冷、热环节存在非常紧密的耦合关系,处理妥当与否关系到系统运行效果。因此,本文对PEI多能源协同优化深入探索,综合考虑PEI的功能特征,汲取国内外相关示范工程建设经验,分析PEI优化配置面临的关键问题,提出PEI优化配置方法理论框架,为系统规划人员提供PEI优化配置的整体解决思路。

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