考虑气电网络架构的沼-风-光综合能源微网优化调度
发布时间：2021-07-05 17:33
传统能源系统不考虑多种能源之间的协同和互补,仅对电、气、热中的某种能源进行分析和利用。文中采用能量枢纽的概念表示各能源之间的耦合关系,同时考虑气电网络架构的运行约束。在实现各能源间转化、转移和存储等协同工作的基础上,建立含沼-风-光的综合能源微网优化模型,并对其优化调度进行了研究。为保证该模型的可求解性,对其中的电力系统潮流约束采用二阶锥松弛方法,对气管网约束进行泰勒展开,将原模型转换成凸规划模型。在由TEST6节点系统、6节点天然气系统和1台沼气池装置组成的综合能源微网测试系统上进行仿真分析,结果表明,考虑气电网络架构的调度优化结果满足实际运行要求,且该综合能源微网系统在可持续性、经济性和稳定性方面都具有一定的优越性。
【文章来源】：电网与清洁能源. 2020,36(12)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
沼气热传导示意图
图2展示了含有能量枢纽的沼-风-光综合能源微网系统的结构示意图。枢纽中的光伏光热一体化（photovoltaic thermal,PVT）系统[29-30]能够吸收太阳能产生热量和电能并直接供应电负荷、热负荷；生物质热电联产[31-32](combined heat and power,CHP）能够使沼气转化为电能，并且产生热能直接供应热负荷；枢纽中部分的热能和电能能够反馈到沼气池中，提高沼气池的温度从而增加沼气的产量；整个能量枢纽通过耦合关系联系起来，使得风、光、沼气3种能源能够在CHP、电锅炉和沼气炉等装置下能够实现转化。由图2能量枢纽的结构示意图可推导出其数学表达式如（17）式，式中的Le,Lh,Lg为电、热、气负荷；QW,QPVT,Ebio分别为风机发电功率、PVT系统产出的总功率与单位时间沼气产量；ηPVTe，ηPVTh为PVT系统的发电与制热效率；ηCHPe，ηCHPh为CHP的气转电与气转热效率；ηB，ηF分别为电锅炉和沼气炉的能量转化效率；qbio为沼气的热值；Be,Bh,Vbio分别为储电、储热装置的净输出电、热功率及储气装置单位时间净输出量；PB,PF,PCHP分别为电锅炉、沼气炉的热输出和CHP的电输出。
本文采用TEST6节点母线系统和6节点天然气管网系统[35]以及一台沼气池装置组成的综合能源微网系统，在孤网运行方式下进行仿真计算。该系统中PVT机组、风机机组、电锅炉、CHP和沼气炉等机组装机容量分别为150 k W、150 k W、200 k W、300k W、200 k W，储电、储热、储气装置容量分别为400k W·h、400 k W·h、400 m3。系统架构如图3所示。母线1、母线6处分别接入一台PVT和一台风机系统，节点3处配置一台沼气池装置；节点1、3、5各配置一台电锅炉，节点1、3各配置一台CHP，节点3配置一台储气装置，节点6配置一台储电装置，节点1～6都装有一台沼气炉。线路功率限制为50 k W，天然气管道节点压强波动范围为0.344～0.483 MPa，管道流量上限为60 m3/h。模型具体设备参数如表1所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微电网传递过电压电磁暂态特性研究[J]. 李洋,孙亮. 电瓷避雷器. 2019(06)
[2]含能源互联微网的主动配电网分层分布式协调控制[J]. 张爱祥,宋士瞻,高扬,王传勇,张健,康文文. 电力系统保护与控制. 2019(19)
[3]国内外综合能源系统标准现状与展望[J]. 王宏,闫园,文福拴,段舒尹,蒋晨威,周育忠. 电力科学与技术学报. 2019(03)
[4]垃圾焚烧发电系统优化及综合利用技术[J]. 王利军. 发电技术. 2019(04)
[5]国内外生活垃圾焚烧发电技术进展[J]. 房德职,李克勋. 发电技术. 2019(04)
[6]配电网支线结构对雷击浪涌传播特性的影响分析[J]. 程子霞,张宇凡,马志豪,刘杰. 电瓷避雷器. 2019(04)
[7]用于光伏发电系统直流侧的电涌保护器研究[J]. 赵炜,姚喜梅,张小青. 电瓷避雷器. 2019(04)
[8]基于能量枢纽的沼–风–光全可再生能源系统日前–实时两阶段优化调度模型[J]. 冯智慧,吕林,许立雄. 电网技术. 2019(09)
[9]生物质利用技术进展[J]. 张世鑫,陈明光,吴陈亮,史磊,李楠,李建漳,黄建萍,吴献铭,王庆文,叶萌. 中国资源综合利用. 2019(04)
[10]北京地区太阳能、空气源热泵、发电余热联合沼气工程增温系统研究[J]. 李金平,刘润,崔维栋,黄娟娟. 中国沼气. 2019(02)
本文编号：3266511
【文章来源】：电网与清洁能源. 2020,36(12)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
沼气热传导示意图
图2展示了含有能量枢纽的沼-风-光综合能源微网系统的结构示意图。枢纽中的光伏光热一体化（photovoltaic thermal,PVT）系统[29-30]能够吸收太阳能产生热量和电能并直接供应电负荷、热负荷；生物质热电联产[31-32](combined heat and power,CHP）能够使沼气转化为电能，并且产生热能直接供应热负荷；枢纽中部分的热能和电能能够反馈到沼气池中，提高沼气池的温度从而增加沼气的产量；整个能量枢纽通过耦合关系联系起来，使得风、光、沼气3种能源能够在CHP、电锅炉和沼气炉等装置下能够实现转化。由图2能量枢纽的结构示意图可推导出其数学表达式如（17）式，式中的Le,Lh,Lg为电、热、气负荷；QW,QPVT,Ebio分别为风机发电功率、PVT系统产出的总功率与单位时间沼气产量；ηPVTe，ηPVTh为PVT系统的发电与制热效率；ηCHPe，ηCHPh为CHP的气转电与气转热效率；ηB，ηF分别为电锅炉和沼气炉的能量转化效率；qbio为沼气的热值；Be,Bh,Vbio分别为储电、储热装置的净输出电、热功率及储气装置单位时间净输出量；PB,PF,PCHP分别为电锅炉、沼气炉的热输出和CHP的电输出。
本文采用TEST6节点母线系统和6节点天然气管网系统[35]以及一台沼气池装置组成的综合能源微网系统，在孤网运行方式下进行仿真计算。该系统中PVT机组、风机机组、电锅炉、CHP和沼气炉等机组装机容量分别为150 k W、150 k W、200 k W、300k W、200 k W，储电、储热、储气装置容量分别为400k W·h、400 k W·h、400 m3。系统架构如图3所示。母线1、母线6处分别接入一台PVT和一台风机系统，节点3处配置一台沼气池装置；节点1、3、5各配置一台电锅炉，节点1、3各配置一台CHP，节点3配置一台储气装置，节点6配置一台储电装置，节点1～6都装有一台沼气炉。线路功率限制为50 k W，天然气管道节点压强波动范围为0.344～0.483 MPa，管道流量上限为60 m3/h。模型具体设备参数如表1所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微电网传递过电压电磁暂态特性研究[J]. 李洋,孙亮. 电瓷避雷器. 2019(06)
[2]含能源互联微网的主动配电网分层分布式协调控制[J]. 张爱祥,宋士瞻,高扬,王传勇,张健,康文文. 电力系统保护与控制. 2019(19)
[3]国内外综合能源系统标准现状与展望[J]. 王宏,闫园,文福拴,段舒尹,蒋晨威,周育忠. 电力科学与技术学报. 2019(03)
[4]垃圾焚烧发电系统优化及综合利用技术[J]. 王利军. 发电技术. 2019(04)
[5]国内外生活垃圾焚烧发电技术进展[J]. 房德职,李克勋. 发电技术. 2019(04)
[6]配电网支线结构对雷击浪涌传播特性的影响分析[J]. 程子霞,张宇凡,马志豪,刘杰. 电瓷避雷器. 2019(04)
[7]用于光伏发电系统直流侧的电涌保护器研究[J]. 赵炜,姚喜梅,张小青. 电瓷避雷器. 2019(04)
[8]基于能量枢纽的沼–风–光全可再生能源系统日前–实时两阶段优化调度模型[J]. 冯智慧,吕林,许立雄. 电网技术. 2019(09)
[9]生物质利用技术进展[J]. 张世鑫,陈明光,吴陈亮,史磊,李楠,李建漳,黄建萍,吴献铭,王庆文,叶萌. 中国资源综合利用. 2019(04)
[10]北京地区太阳能、空气源热泵、发电余热联合沼气工程增温系统研究[J]. 李金平,刘润,崔维栋,黄娟娟. 中国沼气. 2019(02)
本文编号：3266511
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