考虑天然气季节性存储的综合能源系统年度运行方式研究
刘赫川1,周孝信1,杨小煜1,李亚楼1,李雄2
（1.中国电力科学研究院有限公司国家电网仿真中心，北京;2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京）
摘要：为研究电气耦合日益加深的综合能源系统中能量供给的充足性和安全性，需要对其年度运行方式进行仿真。提出一种多时间尺度的综合能源系统年度生产模拟方法，考虑天然气存储等季节性波动因素，优化电气耦合系统年度运行方式，在因清洁供暖而导致天然气消耗大幅增加的算例系统中对该方法进行验证，同时评估大规模季节性天然气存储对综合能源系统年度运行方式的影响并给出建议。在此基础上，分析冷热电联产装置逐渐增加的装机量对电气耦合系统的影响。结果表明：冷热电联产机组可以降低季节性天然气存储装置的工作强度，包括减少工作时间以及降低存储量。造成这种影响的主要原因是三联供机组的制冷模式与电制冷相比效率更高，减少了天然气消耗量。引文信息
刘赫川,周孝信,杨小煜,等.考虑天然气季节性存储的综合能源系统年度运行方式研究[J].中国电力,,55(4):-.
LIUHechuan,ZHOUXiaoxin,YANGXiaoyu,etal.Annualoperationmodestudyofintegratedenergysystemconsideringseasonalnaturalgasstorage[J].ElectricPower,,55(4):-.
引言
社会发展伴随着不断增加的能源需求，大量化石能源消耗带来了温室气体排放过度和环境污染，因此需要一场能源革命从根本上改变全社会的用能方式，实现可持续发展[1-2]。年华北地区冬季多次出现大范围长时间雾霾现象后，多部门联合开展冬季供暖“煤改电、煤改气”专项行动[3-5]。“煤改电”中冬季供热电负荷增幅较大，重点区域的燃煤电厂逐步关停或进行了燃气改造，天然气发电量显著增加。“煤改气”中天然气替代燃煤供暖，使耗气量大幅上升。上述措施减少污染物排放同时增加了能源系统中的电气耦合程度。能源消耗中天然气占比逐渐增加，其消耗和存储有明显的季节性变化，因此在评估电气耦合综合能源系统供应能力时应对其进行年度仿真。综合能源系统生产模拟是研究综合能源系统优化运行、规划的有效工具，其研究方法以多阶段时序分析方法为主，在考虑若干时段内各种能源与用能负荷功率以及能量平衡的基础上，计算综合能源系统的生产费用等经济、环境指标，确定一次能源的消耗、安排设备的运行方式，得到系统的最优运行策略，同时比较不同方案的生产费用、能效、温室气体排放等指标。该方法考虑了负荷和设备运行过程中的时序约束，是一种确定性时序分析方法。综合能源系统近年来取得了丰富的研究成果。文献[6]概括了国内外关于综合能源系统建模方法、优化模型方面的研究进展，重点提出了综合能源系统在优化运行方面的现存问题以及研究方向。文献[7]以电气热耦合的典型能源系统为背景，提出了一种基于能源集线器（energyhub，EH）的研究思路，对多能互补的综合能源系统规划、能量流优化等稳态问题提供了建议。EH通过能源转换耦合矩阵，以端口的形式简明的描述综合能源系统中能量的转化、传输以及存储[8]。文献[9]介绍了EH的基本概念以及建模方法，并对EH的优化求解方法进行了概括。包含大量分布式供能设备的园区级综合能源系统受到广泛转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbzl/126.html
