PDF《离岸微型综合能源系统多目标随机规划》

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a e p s - i n f o . c o m 离岸微型综合能源系统多目标随机规划 张安安1,

2 ,张红1 ,吴建中2 ,M e y s a m QA D R D AN

2 ,李茜1 ( 1.西南石油大学电气信息学院,四川省成都市

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0 0;

2.英国卡迪夫大学工程学院,卡迪夫 C F

2 43 AA,英国) 摘要:离岸微型综合能源系统与海洋工程的生产工艺环节结合紧密, 并独立运行.因此, 如何在克 服生产工艺环节或外界环境不确定性影响的同时, 尽可能减少 C O

2 的排放, 并尽量节省成本是其 规划的难点.文中从综合能源系统优化规划的角度, 根据能源集线器的思想, 建立离岸微型综合能 源系统的电 - 热-CO2耦合模型, 构建以总成本最小、 C O

2 排放量最少为目标, 以电、 热网络平衡等条 件为约束, 并考虑生产工艺环节和外界环境不确定性影响的多目标随机规划模型, 进而利用多目标 进化算法求解该模型, 实现兼顾成本与环保的离岸微型综合能源系统多目标优化规划.通过海上 油气平台群及全电舰船的微型综合能源系统的优化规划, 验证了所提方法的可行性与有效性. 关键词:综合能源系统;

海洋工程;

能源集线器;

多能耦合;

多目标随机优化 收稿日期:

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修回日期:

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2 2. 上网日期:

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2 6. 中国博士后科学基金资助项目(

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3 5 ) ;

四川省科研 创新团队研究项目(

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0 5) ;

国家重点研发计 划资助项目(

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0 ) .

0 引言 海上油气平台群、 大型舰船以及远洋海岛等这 类远离海岸、 环境复杂以及需要电、 热、 气、 水等多种 能量和物质供给的设施, 形成了一个较为完整的独 立综合能源系统(integratedenergysystem, I E S ) [

1 ] , 由于这类系统容量一般在几兆瓦至几十兆 瓦之间, 可称之为微型综合能源系统(microI E S, M I E S ) 或离岸微型综合能源系统( o f f s h o r e M I E S, OM I E S ) . 当前海上油气平台正向多平台协同、 集群开发 和多能利用等模式发展[

2 - 3] ;

而电力推进、 全电舰船、 综合电力系统等技术的应用也推动着大型舰船朝着 能源综合化方向发展[

4 - 5] .考虑到海岛周边往往有 丰富的可再生能源可供利用, 已有工程研究以海上 风能、 光伏、 海洋能等可再生能源为核心, 建立能独 立运行的海岛微能网[

6 -

7 ] . 目前, 已有从能量流建模分析、 多能耦合、 多能 协调运行以及经济优化规划等角度对陆上 M I E S进 行的研究[

8 -

1 0 ] ;

同时, 由于新能源接入, 多能耦合与 负荷波动等不确定性因素对 M I E S的影响显著, 因 此考虑不确定性影响的 M I E S 规划也日益受到重 视.文献[

1 1 ] 计及风力发电和负荷预测不确定性, 提出一个多时段天然气―电力耦合的概率最优潮流 模型, 并采用三点估计方法对该模型进行求解.文献[

1 2 ] 使用 C o p u l a函数对I E S的多能源建立了联 合分布模型, 用信息熵量化接入风力与光伏的MIES的不确定性.文献[

1 3 ] 结合随机模糊模型及 各类负荷间的耦合特性,提出了冷热电联供(CCH P) 系统接入电网的负荷随机模糊建模方法及 其相应建模步骤.文献[

1 4 ] 提出了一种确定孤岛微 电网电力和天然气网络中易受干扰的部件的方法, 通过求解双层优化问题, 识别出微网中的脆弱构件. 文献[