PDF《计及冷、热、电联产的气电互联网络最优调度》

冷气可以由电能转 化(电压缩制冷机等),也可以通过热能转化(水吸式 制冷机等)[10-12] .由此,三联产设施的运行可以仅仅 依靠电能,或仅仅依靠天然气,或兼而有之.虽然 汪洋子,等 计及冷、热、电联产的气电互联网络最优调度 -

169 - 这种灵活的运行方式可以作为一种资源服务于系统 的调度优化,例如响应分时电价等市场信号提高系 统的经济性等,但是运行方式的更替会显著地改变 三联产设施与气、电网络间的能量交换.而由于气 网的调度周期远长于电网,大部分气负荷的突变都 将由管网中的储气备用消纳.由此,储气备用不仅 关乎气网、电网的安全运行,也关乎网络间的高效 协调互补.如果不在制定调度策略时将储气备用纳 入考量,不仅浪费了能源互联网建立所带来的一种 宝贵的资源,削弱了系统承受扰动的能力,也可能 妨碍多能源应用的高效运行,阻塞网络间的协调, 降低系统的整体能效. 基于电网的经济调度模型和气网的稳态潮流 模型[13-15] ,国内外开展了许多有关气电互联网络的 调度研究[16-19] .文献[16]提出的最优潮流模型以减 少运行成本为目标, 并利用进化算法求解. 文献[17] 计及了气、电网络内负荷之间的相关性.文献[18] 将规划成本与运行成本一同选为目标进行优化,并 使用改进的进化算法进行求解.目前大部分气电互 联网络的优化调度研究均以经济性作为目标,并没 有考虑网络运行的安全性和网络间的协调互补.文献[6-7]介绍了气网中储气备用的模型和其调度应 用,文献[7]量化了气电互联网络中可供电网使用的 储气备用.本文创新地将气网中的储气备用纳入到 气电互联网络调度模型中,提出了一种包含三联产 设施的气电互联网络的最优调度模型,同时优化系 统的运行成本,储气备用和能效.本文首先对储气 备用进行建模,接着与三联产设施产能模型一同纳 入到气电互联网络的优化调度模型中去,并使用 NSGAII 进行求解[20] .

1 天然气管网的储气备用 对于天然气管道 π,管道流量 Fπ 如式(1)所示, 表示 π 内传输的天然气负荷大小;

管道储气 Lπ 如式 (2)所示,表示 π 内的天然气总量[21] . ? ? ? ?

2 2

2 2 π π π

1 2 sign F F c p p ? ? (1) ol

1 2 π

1 2 NTP

1 2

2 3 p p zV L p p p p p ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 式中:p1 和p2 分别表示管道始、末端气压;

cπ 表示 管道常数;

pNTP 表示一个标准大气压;

z 表示管道 的可压缩系数;

Vol 表示管道容积.管道储气在天然 气管网运行中发挥了多重作用,包括维持天然气流 传输特性,维持管道末端最小气压,消纳管道内的 天然气不平衡量等.由于管网中部分天然气承担着 维系正常传输环境的任务,故管道流量仅是管道储 气的一部分[6] . 比........