考虑不确定性的综合能源系统博弈规划
发布时间：2022-01-26 00:01
随着电力系统与天然气系统的耦合性不断增强,以电网为核心的综合能源系统应运而生。然而在不确定条件下,当前综合能源系统的规划方法仍无法保证各厂商的利益最优,因此论文提出了基于非合作博弈论的电-气系统的协同规划方法。以各能量单元和电、气网公司作为独立的利益团体,以其年净收益最大为优化目标,建立电-气综合系统中风电机组、燃气机组、电转气机组、输电线路和天然气管道的综合非线性规划模型。针对风电、负荷的不确定性,以及经典两阶段鲁棒优化的保守性问题,提出了一种改进的两阶段鲁棒优化方法—期望场景最优,任意场景可行。最后,以修改的IEEE 39节点电力系统与比利时20节点天然气系统构造电-气网络,验证了模型及算法的应用价值。
【文章来源】：电测与仪表. 2020,57(11)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
综合能源系统
文中所提出的方法适用于电力系统和天然气系统，如图2所示。电力系统中包括50个电力负载节点，7个现有电源节点和46条现有传输线。网络拓扑和参数在附录中详述。为了满足预计的电力需求，提出了2个风电机组和P2G机组候选站点，3个微型燃气轮机机组候选站点和6条候选输电线路。另一方面，天然气系统包括9个现有天然气负荷节点，2个气源站，4个储气装置，2个加压站和19条现有管道。为了满足现有和预计天然气需求，提出了5条候选新管道。电力系统和天然气系统的耦合候选节点包括电力节点9(天然气节点18)，电力节点21(天然气节点7)，电力节点31(天然气节点1)，电力节点32(天然气节点12)，电力节点33(天然气节点14)。其中，由于P2G的运行成本目前依然较高，因此将P2G站址选在风电场同一位置，对风电场的富余出力进行消纳，减少风电的弃风率。文中设计以下三种方案。方案1:电力网络与天然气网络独立规划;方案2:电力网络与天然气网络的直接综合规划，无博弈策略;方案3:通过提出的博弈策略对电力网络与天然气网络综合进行规划。
针对上述三种方案，求解得到的最优规划方案如表1所示。其中，括号中的数字表示装机容量，如W9(450)表示在节点9建设风电机组450 MW。各方案下的各利益团体净收益如图3所示。通过对比各方案中风电场收入和P2G厂站收入，风电场收入远大于P2G厂站收入。由于P2G厂站的售气价格低于风电场的售电价格，且P2G厂站的容量有限以致P2G厂站收入有限。P2G转化效率最高达到60%左右，因此其收入成本比低于其他厂站。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含电转气设备的气电互联综合能源系统多目标优化[J]. 曾红,刘天琪,何川,胡晓通,苏学能. 电测与仪表. 2019(08)
[2]考虑运行策略和投资主体利益的电转气容量双层优化配置[J]. 许志恒,张勇军,陈泽兴,林晓明,陈伯达. 电力系统自动化. 2018(13)
[3]含电转气的电–气互联系统可靠性评估[J]. 余娟,马梦楠,郭林,张淑国. 中国电机工程学报. 2018(03)
[4]基于场景分析的风电场与电转气厂站协同选址规划[J]. 王芃,刘伟佳,林振智,文福拴,董朝阳,郑宇,张睿. 电力系统自动化. 2017(06)
[5]计及电转气的电–气互联综合能源系统削峰填谷研究[J]. 卫志农,张思德,孙国强,臧海祥,陈胜,陈霜. 中国电机工程学报. 2017(16)
[6]电转气技术的成本特征与运营经济性分析[J]. 刘伟佳,文福拴,薛禹胜,赵俊华,董朝阳,郑宇. 电力系统自动化. 2016(24)
[7]电转气技术及其在能源互联网的应用[J]. 李谦,尹成竹. 电工技术. 2016(10)
[8]具有电转气装置的电-气混联综合能源系统的协同规划[J]. 黄国日,刘伟佳,文福拴,董朝阳,郑宇,张睿. 电力建设. 2016(09)
[9]结合热网模型的多区域综合能源系统协同规划[J]. 王珺,顾伟,陆帅,张成龙,王志贺,唐沂媛. 电力系统自动化. 2016(15)
[10]利用电转气技术实现可再生能源的大规模存储与传输(英文)[J]. 王一家,董朝阳,徐岩,马进,郑宇. 中国电机工程学报. 2015(14)
本文编号：3609418
【文章来源】：电测与仪表. 2020,57(11)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
综合能源系统
文中所提出的方法适用于电力系统和天然气系统，如图2所示。电力系统中包括50个电力负载节点，7个现有电源节点和46条现有传输线。网络拓扑和参数在附录中详述。为了满足预计的电力需求，提出了2个风电机组和P2G机组候选站点，3个微型燃气轮机机组候选站点和6条候选输电线路。另一方面，天然气系统包括9个现有天然气负荷节点，2个气源站，4个储气装置，2个加压站和19条现有管道。为了满足现有和预计天然气需求，提出了5条候选新管道。电力系统和天然气系统的耦合候选节点包括电力节点9(天然气节点18)，电力节点21(天然气节点7)，电力节点31(天然气节点1)，电力节点32(天然气节点12)，电力节点33(天然气节点14)。其中，由于P2G的运行成本目前依然较高，因此将P2G站址选在风电场同一位置，对风电场的富余出力进行消纳，减少风电的弃风率。文中设计以下三种方案。方案1:电力网络与天然气网络独立规划;方案2:电力网络与天然气网络的直接综合规划，无博弈策略;方案3:通过提出的博弈策略对电力网络与天然气网络综合进行规划。
针对上述三种方案，求解得到的最优规划方案如表1所示。其中，括号中的数字表示装机容量，如W9(450)表示在节点9建设风电机组450 MW。各方案下的各利益团体净收益如图3所示。通过对比各方案中风电场收入和P2G厂站收入，风电场收入远大于P2G厂站收入。由于P2G厂站的售气价格低于风电场的售电价格，且P2G厂站的容量有限以致P2G厂站收入有限。P2G转化效率最高达到60%左右，因此其收入成本比低于其他厂站。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含电转气设备的气电互联综合能源系统多目标优化[J]. 曾红,刘天琪,何川,胡晓通,苏学能. 电测与仪表. 2019(08)
[2]考虑运行策略和投资主体利益的电转气容量双层优化配置[J]. 许志恒,张勇军,陈泽兴,林晓明,陈伯达. 电力系统自动化. 2018(13)
[3]含电转气的电–气互联系统可靠性评估[J]. 余娟,马梦楠,郭林,张淑国. 中国电机工程学报. 2018(03)
[4]基于场景分析的风电场与电转气厂站协同选址规划[J]. 王芃,刘伟佳,林振智,文福拴,董朝阳,郑宇,张睿. 电力系统自动化. 2017(06)
[5]计及电转气的电–气互联综合能源系统削峰填谷研究[J]. 卫志农,张思德,孙国强,臧海祥,陈胜,陈霜. 中国电机工程学报. 2017(16)
[6]电转气技术的成本特征与运营经济性分析[J]. 刘伟佳,文福拴,薛禹胜,赵俊华,董朝阳,郑宇. 电力系统自动化. 2016(24)
[7]电转气技术及其在能源互联网的应用[J]. 李谦,尹成竹. 电工技术. 2016(10)
[8]具有电转气装置的电-气混联综合能源系统的协同规划[J]. 黄国日,刘伟佳,文福拴,董朝阳,郑宇,张睿. 电力建设. 2016(09)
[9]结合热网模型的多区域综合能源系统协同规划[J]. 王珺,顾伟,陆帅,张成龙,王志贺,唐沂媛. 电力系统自动化. 2016(15)
[10]利用电转气技术实现可再生能源的大规模存储与传输(英文)[J]. 王一家,董朝阳,徐岩,马进,郑宇. 中国电机工程学报. 2015(14)
本文编号：3609418
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