電熱綜合能源系統(tǒng)框架下蒙西電網(wǎng)電源容量最優(yōu)配比研究

路曉敏 ，陳 磊 ，徐 飛 ，李則衡 ，王小海 ，侯佑華 ，齊 軍 ，郭 琦

（1.清華大學(xué) 電機(jī)系 電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；2.東北電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；3.內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

0 引言

近年來(lái)，由于清潔供電和供暖的需求，我國(guó)北方地區(qū)風(fēng)電等可再生能源和熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展迅速，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)很大變化。由于可再生能源自身很強(qiáng)的隨機(jī)波動(dòng)性，其代替常規(guī)火電降低化石能源消耗的同時(shí)，還需要大量的常規(guī)電源在靈活性上進(jìn)行支持調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)電和負(fù)荷之間的平衡［1-5］。但是，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的電出力受其熱出力約束，限制了其功率調(diào)節(jié)能力，擠壓了系統(tǒng)中的靈活調(diào)節(jié)資源，不利于可再生能源消納［6-7］。因此，系統(tǒng)各類電源之間是相互制約、相互關(guān)聯(lián)的，存在容量配比的優(yōu)化問(wèn)題。電、熱系統(tǒng)之間也是相互關(guān)聯(lián)的［8］，電力、熱力系統(tǒng)之間通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)、熱泵、電制熱等發(fā)生耦合，從而使得2個(gè)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上是互補(bǔ)的，它們的運(yùn)行相互影響，將電力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)統(tǒng)一在一個(gè)系統(tǒng)中形成電熱綜合能源系統(tǒng)。在電熱綜合能源系統(tǒng)框架下，可以通過(guò)優(yōu)化常規(guī)電源、可再生能源、熱電聯(lián)產(chǎn)和其他熱源容量的配比關(guān)系，在滿足供電供熱約束的條件下使得供電供熱的總化石能源消耗最少，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排效益最大化。

電源規(guī)劃在電力系統(tǒng)發(fā)展中具有重要的地位。傳統(tǒng)的電源規(guī)劃模型通常都以總費(fèi)用值最小為目標(biāo)函數(shù)，總費(fèi)用包括與發(fā)電廠裝機(jī)容量相關(guān)的投資費(fèi)用和與實(shí)際出力相關(guān)的運(yùn)行費(fèi)用，計(jì)及的約束條件有電力電量平衡、最小開機(jī)容量等，采用生產(chǎn)模擬方法計(jì)算目標(biāo)值［9］。……