基于多能互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)多場(chǎng)景規(guī)劃案例分析

程 林 ，張 靖 ，黃仁樂(lè) ，王存平 ，田 浩

（1.清華大學(xué) 電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系，北京 100084；2.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司，北京 100031）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，我國(guó)以化石能源為主的能源消費(fèi)體系帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題（霧霾、溫室氣體等）。 例如，北京“十二五”規(guī)劃［1］中設(shè)定了全市空氣質(zhì)量達(dá)到二級(jí)和好于二級(jí)的天數(shù)的比例達(dá)到80%的目標(biāo)，而實(shí)際上在情況最好的2015年空氣質(zhì)量［2］好于二級(jí)的天數(shù)僅有186天，占全年天數(shù)的比例為51%。因此大力發(fā)展清潔能源與可再生能源成為我國(guó)乃至世界能源可持續(xù)發(fā)展的普遍共識(shí)。

依據(jù)中國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略，到2050年可再生能源發(fā)電比重將達(dá)到85%以上，其中風(fēng)電與光伏之和占比將達(dá)到63%［3］。但是以風(fēng)光為代表的可再生能源利用面臨嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄光的局面，以2015年為例，全國(guó)棄風(fēng)電量達(dá)到3.39×1010kW·h，棄風(fēng)率為15%，棄風(fēng)損失約170億元［4］。能源系統(tǒng)缺乏靈活性是導(dǎo)致棄風(fēng)、棄光的主要原因，風(fēng)電、光伏出力的隨機(jī)波動(dòng)性，降低了能源系統(tǒng)靈活性的供給，增加了系統(tǒng)靈活性需求；另一方面，熱電機(jī)組提升了系統(tǒng)綜合效率，但是降低了整體能源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，成為導(dǎo)致三北地區(qū)能源系統(tǒng)靈活性不足的一個(gè)主要因素。以園區(qū)為代表的區(qū)域級(jí)能源系統(tǒng)呈現(xiàn)用能密度大、負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)高、可再生能源比例增加、產(chǎn)用能形式多樣化等特點(diǎn)，是促進(jìn)可再生能源大規(guī)模就地消納、提高能源綜合利用效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的有效實(shí)施途徑。我國(guó)目前擁有國(guó)家級(jí)、省級(jí)等各類(lèi)開(kāi)發(fā)區(qū)近2000個(gè)，是推進(jìn)區(qū)域綜合系統(tǒng)發(fā)展最急需也是最佳的切入點(diǎn)，具備廣闊的發(fā)展前景和機(jī)遇?！?br>