基于弹性负荷虚拟储能特性的混合能源系统两时间尺度运行优化研究

能源危机日益紧张、环境问题日益严峻给当前的能源供给方式提出了巨大挑战,而混合能源的联合优化和弹性负荷参与调控,是解决这一问题的有效手段。本文研究供用储联合的通用型混合能源系统模型,并基于弹性负荷虚拟储能特性提出两时间尺度运行优化方法以提升系统的经济性和环保性。主要完成的工作及创新点如下:(1)建立可根据实际情况进行调整的通用型混合能源系统运行优化模型。包括可再生能源、储能元件以及弹性负荷在内,涵盖天然气、电、冷和热的紧密耦合,并可根据实际情况,对供能设备及其特性指标、负荷类型、能源价格和优化目标进行调整,以天津滨海工业园区为例进行模型验证。(2)提出多种能源协调运行、联合优化的混合能源系统日前运行优化模型,通过决策未来24小时系统内各类供能、储能设备的工作状态和出力,满足系统的经济性或环保性优化目标,第一尺度的混合能源系统日前运行优化可基于实际场景利用通用型混合能源系统进行建模。(3)以温控负荷为例,充分研究具有灵活调节性能的弹性负荷特性,并提出基于弹性负荷虚拟储能特性的混合能源系统两时间尺度运行优化方法。为保证优化的精确性和高效性,优化在两个不同的时间尺度下进行,第二尺度在特定时段利用虚拟储能特性的对温控负荷启停状态进行优化调控,在满足用户舒适度的前提下提升系统经济性,以天津滨海工业园区为实际算例验证优化方法的有效性。论文成果可对多能互补联合优化、弹性负荷与混合能源系统相结合等后续研究、实践工作提供先验性成果和实践经验。