基于定额投资条件下的综合能源系统规划效益研究

发布时间：2021-03-04 09:50

　　现有的综合能源系统规划研究缺乏对投资定额约束的考虑,且以总运行成本最低、碳排放量最低或能效最高等为单一目标的规划策略无法满足在投资定额下最佳的设备规划需求。基于此,建立了基于投资定额的综合能源系统规划模型,来解决定额投资下的设备最佳的容量配置问题。首先,建立了包含冷热电负荷的综合能源系统典型场景;其次,以年化等值综合成本、碳排放量以及综合能效为目标函数,并考虑能量平衡、设备出力、定额投资、能量交互、场景环境等多种约束条件建立规划模型;最后,通过NWSFA算法获取帕累托前沿解集,并利用VIKOP算法解得全局最佳配置方案。在定额投资下既满足负荷需求又能达到运行效果最优,实现经济性、环境性、社会性的3重效益。最后通过算例分析,验证文中所述模型与方法的有效性。 

【文章来源】：电力需求侧管理. 2020,22(05)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

风速、光照强度曲线

为了进一步分析投资定额对本文模型的影响，本节针对定额投资变化进行了敏感性分析。在此规划场景下，以5 000万元为基准，上下变动50%，即投资定额范围设定为2 500万元～7 500万元，研究不同投资定额下系统年化等值综合成本、碳排放量以及综合能源效率的变化。由于本系统未与外部热网和冷网连接，当投资定额低于4 000万元时，不足以建设可以满足冷热负荷的供能设备，此时分析其年化等值综合成本、碳排放量和能源综合效率没有实际意义，故本文在4 000万元到7 500万元的范围内，分析3个目标对投资定额的敏感性。投资定额敏感性分析如图11所示。对于能源综合效率而言，当投资定额从4 000万元增加到6 000万元时，呈现出上升态势；当投资定额从4 000万元增加到6 500万元时，系统年化等值综合成本呈现下降趋势，当投资定额从4 000万元增加到7 000万元时，系统碳排放量呈现下降趋势。这主要是因为用户拥有较充裕的资金投资能源设备时，可建设更大容量的风机、光伏和储能设备，减少外部购电量，降低对外部能源网络的依赖，从而降低系统的碳排放量。

综合能源系统通常由供给侧、传输侧、需求侧组成。其中在本文构建的综合能源系统规划场景中，供给侧设备分为独立型设备和耦合型设备；需求侧包括电负荷、热负荷和冷负荷。本文构建的综合能源系统规划场景如图1所示。综合能源系统建设投资较大，对于系统建设者来说，如何在一定投资额的限制下确定设备配置方案，在满足用户负荷需求的同时又保证系统的运行效果最优，是综合能源系统规划研究中亟待解决的关键问题之一。本文以综合能源系统以年化等值综合成本最低、环境成本最低、综合能源效率最高为目标，实现经济性、环保性、社会性的多重保障，综合考虑物理约束和场景约束等条件，通过多目标遗传算法NWSFA（牛顿加权和弗里希法）寻找最优帕累托优化解集，并运用VIKOR算法寻找最优配置方案。具体规划框架如图2所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3063005