基于熱網-電網綜合潮流的用戶側微型能源站及接入網絡優化規劃

白牧可，唐 巍，吳 聰，徐鷗洋，馮洪濤

（中國農業大學 信息與電氣工程學院，北京 100083）

0 引言

能源是人類賴以生存和發展的基礎，是國民經濟的命脈。如何提高社會能源利用效率、促進可再生能源規模化開發、減少用能過程中的環境污染、提高社會基礎設施利用率和能源供應安全，已成為國際能源領域重要的戰略研究方向［1］。在能源需求大幅度增長與環境保護日益迫切的雙重壓力下，許多國家將注意力轉向了綜合能源系統IES（Integrated Energy System）［2］。 IES特指在規劃、建設和運行等過程中，通過對能源的產生／傳輸／分配（能源供應網絡）、轉換、存儲、消費等環節進行有機協調與優化后形成的能源產供銷一體化系統。它由社會供能網絡、能源交換環節和廣泛分布的終端綜合能源單元構成。在用戶側配置的IES稱為用戶側綜合能源系統（USIES），USIES為用戶提供電能和熱能，主要由微型能源站、能源網絡及負荷組成。

IES的研究最早來源于熱電聯產CHP（Combined Heat and Power）熱電協同優化領域，目前已擴展至分布式能源系統、冷熱電聯產CCHP（Combined Cold Heat and Power）系統等。 在規劃方面，文獻［3］建立了包含節能分析、二氧化碳減排和年節約總成本的多目標函數，研究了不同天氣下CCHP配置成本優化方案，但在規劃中未考慮供能網絡；文獻［4］結合電網與氣網對商業和辦公建筑區域進行了CCHP容量配置，并對優化方案的運行維護成本、人員成本、向電網售電收益及天然氣節約收益進行了經濟評估，但在規劃中未考慮系統網架規劃；文獻［5］考慮運行優化，以年費用和運行費用最小為目標建立了嵌入機會約束規劃的能源站規劃模型，但機會約束規劃概率模型不能反映儲能時序特點，因此對儲能元件不適用，且其未考慮分布式能源接入后的新增管道問題；……