PDF《市场环境下考虑主动管理措施的双层综合能源规划方法》

市场环境下考虑主动管理措施的双层综合能源规划方法 徐雨田1 ,廖清芬1 ,刘涤尘1 ,田园园2 ,陈懿1 ,陈炜1 ( 1.

武汉大学电气工程学院,湖北省武汉市

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7 2;

2. 国网经济技术研究院有限公司,北京市

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5 2 ) 摘要:在高渗透可再生能源接入配电网的情况下, 随着能源市场的逐步开放, 综合能源供应商成为 综合能源市场内的一个新型利益主体.基于此, 提出了一个考虑区域能源供应商和综合能源管理 中心净收益双重最大化的双层规划模型, 其上层为综合能源管理中心内的各装置容量规划, 下层是 对综合能源管理中心购电、 气策略的确定.同时模型内考虑了可再生能源出力控制、 无功补偿的投 切、 有载变压器的调节3种主动管理措施及可再生能源出力的时序性.采用猫群优化算法与改进 的遗传算法对所提模型完成求解计算, 并通过I E E E3 3节点配电系统验证了模型的合理性. 关键词:综合能源市场;

区域能源供应商;

综合能源管理中心;

综合能源单元;

主动管理措施 收稿日期:

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2 3;

修回日期:

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0 4. 上网日期:

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0 5. 国家重点研发计划资 助项目(

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8 0 0) ;

国家电网公司科技项目(

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0 0 B T) .

0 引言 随着社会经济的飞速发展, 传统化石燃料能源 的日益枯 竭, 实现可再生能源(renewablee n e r g y , R E) 的高效运行被认为是全球的主要挑战[

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2 ] .传 统上, 能源服务网络, 即电气和天然气基础设施是单 独规划和运行的.然而, 单独运营这些能源载体的 策略可能不是最佳的综合能源运行方式.将电气和 天然气网络结合起来, 建立综合能源市场协调各种 能源网络的供需问题, 提出充分的激励措施来加强 能源服务网络, 是提高能源利用率等问题的有前景 的手段之一. 目前, 针对能源载体之间的互动, 专家学者提出 了能源中心( e n e r g yh u b , EH) 的概念[

3 - 4] .能源中 心提供了一个建模框架, 不仅仅只适用于特定能量 载体组合, 而是可以分析和优化任意组合的能量系 统内能量的传输与转换关系.而考虑能源载体的规 划, 相关专家学者已有一定的研究.文献[

5 ] 在包含 电力网和天然气网络的系统内, 通过考虑运营成本、 功率损耗、 网络可靠性和电压损失等, 建立了热电联 产( c o m b i n e dh e a ta n dp o w e r , CH P) 装置的选址定 容规划模型, 但只涉及天然气至电能的单向转化而 不能实现两种能源的互补.文献[

6 - 7] 提出了一种 基于可靠性的能源中心与多个能源基础设施互联的 最优规划模型, 但未考虑传输线路和天然气管道的 物理限制.文献[ 8] 在考虑对 R E 的激励政策的前 提下, 规划能源中心内装置的容量, 包括 R E、 CH P、 锅炉、 吸收式制冷机、 压缩式制冷机等装置, 但未实 现能源市场对用户用能的各种调控作用.并且上述 文献均未考虑配电网对 R E 出力的主动管理, 不能 体现高渗透 R E 接入下配电网的特征, 也不能解决 高渗透 R E接入配电网所带来的问题. 综合以上分析, 本文建立了包含两大主体― ― ― 区域能源供应商和综合能源管理中心的综合能源市 场模型, 区域能源供应商通过建设和运营综合能源 单元获取收益, 综合能源管理中心协同管理和优化 配电网及天然气网络.在考虑 R E 出力控制、 无功 补偿的投切、 有载变压器的调节3种主动管理措施 后, 提出一种双主体的双层规划模型.上层以区域 能源供应商的售电、 热收益、 综合能源单元的建设成 本、 运行维护成本、 向上级购电购气成本, 以及单元 内RE主动管理成本的综合收益最大为目标函数;