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和消費方式。為應對提高能效的需求，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）近年來得到廣泛關注和快速的發(fā)展。而大規(guī)模具有間歇性和波動性的風電并網(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電和多能源儲能裝置的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度的研究工作。

2重點內容

(1)含多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)網(wǎng)絡模型

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

(2)計及相關性的風電不確定性建模

為得到不同風電場在某一時段的相關性，將一段時間內每天同一時段的風電功率歷史數(shù)據(jù)作為一個向量，計算不同風電場之間的相關性系數(shù)，采用Cholesky 分解方法得到滿足正態(tài)分布的相關性數(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)計及風電相關性和多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)隨機調度模型

構建計及風電相關性和多能源儲能的綜合能源系統(tǒng)日前隨機調度模型，考慮多能源儲能以提供靈活調整能力。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)化調度問題，提出一種考慮多形式儲能和風電相關性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機優(yōu)化調度模型?？紤]不同風電場之間風電出力的相關性，以數(shù)據(jù)驅動方式構建時序相關性矩陣，進而進行場景生成與削減，從而將風電相關性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度中；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，提升風電的消納能力。

4主要結果

設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。

風電調度結果對比


氣源供氣量對比


CHP 機組電、熱輸出對比

5結論

本文針對不確定性條件下綜合能源系統(tǒng)的靈活性優(yōu)化調度問題，提出一種考慮多形式儲能和風電相關性的電力-天然氣-熱力系統(tǒng)組成的綜合能源系統(tǒng)隨機優(yōu)化調度模型?？紤]不同風電場之間風電出力的相關性，以數(shù)據(jù)驅動方式構建時序相關性矩陣，進而進行場景生成與削減，從而將風電相關性因素引入到綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度中；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.