1研究背景：近年來，隨著環(huán)境和能源危機的日益嚴峻，亟需更加高效的能源生產(chǎn)和消費方式。為應(yīng)對提高能效的需求，由電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)（IES）近年來得到廣泛關(guān)注和快速的發(fā)展。而大規(guī)模具有間歇性和波動性的風(fēng)電并網(wǎng)后，不僅給電力系統(tǒng)運行帶來了挑戰(zhàn)，還間接地對天然氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)運行造成重要影響，需要綜合能源系統(tǒng)具有更高的靈活性。

包括電儲能、儲氣和儲熱裝置在內(nèi)的多能源儲能裝置可通過靈活儲存和釋放能量從而為綜合能源系統(tǒng)提供運行靈活性，故有必要進行計及風(fēng)電和多能源儲能裝置的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的研究工作。

2重點內(nèi)容

(1)含多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型

對含多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進行建模，電、氣和熱能可在調(diào)度周期內(nèi)通過多能源儲能裝置儲存和釋放。對綜合能源網(wǎng)絡(luò)非線性運行約束進行線性化。

(2)計及相關(guān)性的風(fēng)電不確定性建模

為得到不同風(fēng)電場在某一時段的相關(guān)性，將一段時間內(nèi)每天同一時段的風(fēng)電功率歷史數(shù)據(jù)作為一個向量，計算不同風(fēng)電場之間的相關(guān)性系數(shù)，采用Cholesky 分解方法得到滿足正態(tài)分布的相關(guān)性數(shù)據(jù)，基于拉丁超立方采樣方法得到不確定性場景集，并進行場景削減。

(3)計及風(fēng)電相關(guān)性和多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)隨機調(diào)度模型

構(gòu)建計及風(fēng)電相關(guān)性和多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)日前隨機調(diào)度模型，考慮多能源儲能以提供靈活調(diào)整能力。通過將天然氣系統(tǒng)支路流量方程線性化后，將所提出的優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問題。

3解決的問題及意義

本文針對不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調(diào)度問題，提出一種考慮多形式儲能和風(fēng)電相關(guān)性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機優(yōu)化調(diào)度模型?？紤]不同風(fēng)電場之間風(fēng)電出力的相關(guān)性，以數(shù)據(jù)驅(qū)動方式構(gòu)建時序相關(guān)性矩陣，進而進行場景生成與削減，從而將風(fēng)電相關(guān)性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中；進一步，引入多形式儲能，通過靈活充放為多能源系統(tǒng)提供運行靈活性，提升風(fēng)電的消納能力。

4主要結(jié)果

設(shè)置考慮與不考慮各種儲能形式的多種場景，通過對比分析，證明了所提出模型和方法的有效性。

風(fēng)電調(diào)度結(jié)果對比


氣源供氣量對比


CHP 機組電、熱輸出對比

5結(jié)論

本文針對不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調(diào)度問題，提出一種考慮多形式儲能和風(fēng)電相關(guān)性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機優(yōu)化調(diào)度模型。考慮不同風(fēng)電場之間風(fēng)電出力的相關(guān)性，以數(shù)據(jù)驅(qū)動方式構(gòu)建時序相關(guān)性矩陣，進而進行場景生成與削減，從而將風(fēng)電相關(guān)性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中；進一步，引入多形式儲能，通過靈活充放為多能源系統(tǒng)提供運行靈活性，提升風(fēng)電的消納能力。

引文信息

R. Zhang, T. Jiang, G. Li, H. Chen, X. Li, L. Bai, and H. Cui, “Day-ahead scheduling of multi-carrier energy systems with multi-type energy storages and wind power,” CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 4, no. 3, pp. 283–292, Sep. 2018.