計及多能設備變工況運行特性的綜合能源系統日前優化調度

董文杰，田志強，姚玉斌，隋向陽，李俊格，曾順奇

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隨著能源危機、環境污染以及氣候變化等全球性挑戰的日益嚴峻，傳統能源供應體系存在的能源利用效率不高、互補替代性較差、清潔化程度較低等弊端逐漸凸顯。綜合能源系統（Integrated Energy System，IES）融合了多項能源生產、傳輸、轉換、利用新技術的能源供應新形式[1]～[3]，其通過能源耦合設備將電氣冷熱等多種形式能量流相互耦合，充分發揮不同品位能源之間的梯次利用與耦合互補潛力，從而提升能源綜合利用效率、降低污染物和CO2排放、提高系統運行經濟性，并為可 再 生 能 源 消 納 提 供 新 途 徑[4]，[5]。

綜合能源系統優化調度是實現多個主體互補互濟、協同運行的重要手段之一，設備模型則是系統優化調度的關鍵基礎。長期以來，優化調度領域的研究更加關注調度體系的構建、調度方法的魯棒性以及優化調度模型的求解算法，對系統中各類設備的數學模型做了較大簡化。文獻[6]提出了基于能量集線器（Energy Hub）的綜合能源系統優化調度架構，其中大部分設備采用了簡單的輸入-輸出效率模型，即設備的輸出等于其輸入乘以一個恒定的效率系數。該模型簡單實用，在優化調度模型的約束集中，僅會增加部分線性等式約束，不會顯著增大優化模型的求解難度。但是該近似模型的適用范圍有限，僅能在一定的負載率范圍內對部分輸入-輸出特性近似為線性的設備實現較小誤差近似。……