面向用户级综合能源系统两阶段容量优化配置方法
Two-Stage Capacity Optimization Allocation Method for User-Level Integrated Energy Systems
DOI: 10.12677/mos.2024.136602, PDF,   
作者: 黎舜瑀:贵州大学电气工程学院,贵州 贵阳;贵州电网有限责任公司贵阳金阳供电局,贵州 贵阳;闫江峰:贵州电网有限责任公司贵阳金阳供电局,贵州 贵阳;孙启宸, 雷 爽, 张子见:贵州大学电气工程学院,贵州 贵阳
关键词: 双碳用户级综合能源系统容量配置典型日优化调度Dual Carbon User-Level Integrated Energy System Capacity Configuration Typical Day Optimization Scheduling
摘要: “双碳”目标背景下,综合能源系统将各种冷、热、电、气等能源供应网络耦合,通过多能互补优势,可促进可再生能源就地消纳,提高综合能源利用率。本文提出一种面向用户级综合能源系统的两阶段容量优化配置方法。在第一阶段,首先搭建用户级综合能源系统设备模型,然后以年化总成本最低求解设备容量配置方案;第二阶段以典型日经济性、环保性进行目标优化调度,最终利用MATLAB内置CPLEX求解器对该混合整数线性规划问题进行求解。算例分析表明,对综合能源系统灵活调度起到了优化作用,有效降低运行成本,同时提高了可再生能源的消纳能力。
Abstract: In the context of the “Dual Carbon” goals, integrated energy systems couple various energy supply networks such as cooling, heating, electricity, and gas. Leveraging the advantages of multi-energy complementarity, they facilitate the on-site integration of renewable energy, thereby enhancing the overall energy utilization efficiency. This paper proposes a two-stage capacity optimization configuration method tailored for user-level integrated energy systems. In the first stage, it begins by constructing an equipment model for the user-level integrated energy system, subsequently solving for the minimum annualized total cost to determine equipment capacity configuration. In the second stage, optimization scheduling based on typical daily economic and environmental objectives is conducted, ultimately solving the mixed-integer linear programming problem using the MATLAB built-in CPLEX solver. Case studies indicate that flexible scheduling of the integrated energy system optimizes its operation, effectively reducing operational costs, while concurrently enhancing the capacity for accommodating renewable energy.
文章引用:黎舜瑀, 闫江峰, 孙启宸, 雷爽, 张子见. 面向用户级综合能源系统两阶段容量优化配置方法[J]. 建模与仿真, 2024, 13(6): 6618-6627. https://doi.org/10.12677/mos.2024.136602

参考文献

[1] 贾宏杰, 王丹, 徐宪东, 等. 区域综合能源系统若干问题研究[J]. 电力系统自动化, 2015, 39(7): 198-207.
[2] Energy Independence and Security ACT of 2007.
http://www.ferc.gov/eventcalendar/files/20050608125055-grid-2030.pdf
[3] 郭尊, 李庚银, 周明. 等. 考虑网络约束和源荷不确定性的区域综合能源系统两阶段鲁棒优化调度[J]. 电网技术, 2019, 43(9): 3090-3100. [Google Scholar] [CrossRef
[4] 张沈习, 王丹阳, 程浩忠, 等. 双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战[J]. 电力系统自动化, 2022, 46(8): 189-207.
[5] 郑国太, 李昊, 赵宝国, 等. 基于供需能量平衡的用户侧综合能源系统电/热储能设备综合优化配置[J]. 电力系统保护与控制, 2018, 46(16): 8-18.
[6] 周贤正, 郭创新, 陈玮, 等. 基于混合整数二阶锥的配电-气网联合规划[J]. 电力自动化设备, 2019, 39(6): 1-11. [Google Scholar] [CrossRef
[7] 左逢源, 张玉琼, 赵强, 等. 计及源荷不确定性的综合能源生产单元运行调度与容量配置两阶段随机优化[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(22): 8205-8215. [Google Scholar] [CrossRef
[8] 裘愉涛, 黄志华, 盛跃峰. 基于直觉模糊交叉熵的配电网平衡能力提升方法[J]. 浙江电力, 2022, 41(12): 54-62. [Google Scholar] [CrossRef
[9] 钟崴, 孔凡淇, 林小杰, 等. 考虑典型日特征权重动态分配的微电网容量配置两阶段规划方法[J]. 能源工程, 2022, 42(1): 90-98. [Google Scholar] [CrossRef
[10] 范宏, 袁倩倩, 邓剑. 多区域综合能源系统的两阶段容量优化配置方法[J]. 现代电力, 2020, 37(5): 441-449. [Google Scholar] [CrossRef
[11] 侯慧, 戈翔迪, 吴细秀, 等. 运行与规划协同的电热氢联供系统最优容量配置研究[J]. 电力系统保护与控制, 2022, 50(24): 144-151. [Google Scholar] [CrossRef
[12] 周任军, 吴燕榕, 潘轩, 等. 考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置[J]. 电力科学与技术学报, 2023, 38(1): 11-17. [Google Scholar] [CrossRef
[13] 栗然, 孙帆, 刘会兰, 等. 考虑能量特性差异的用户级综合能源系统混合时间尺度经济调度[J]. 电网技术, 2020, 44(10): 3615-3624. [Google Scholar] [CrossRef
[14] 姚志力, 王志新. 计及风光不确定性的综合能源系统两层级协同优化配置方法[J]. 电网技术, 2020, 44(12): 4521-4531. [Google Scholar] [CrossRef