冷热电联供微网的综合优化管理关键技术研究

As more and more cooling-heating-power supply is demanded, the combined cooling heating and power (CCHP) micro gird which can provide the cooling-heating-power supply at the same time is flourishing. Different from the researches on the traditional micro gird, we need to rely on the mutual change relation of cold, hot and electric energy to achieve overall optimization from multiple viewpoints. However, in terms of the researches on optimal dispatch of CCHP systems, the researches bogged down for lack of a complete technical method of device simulations, establishment of evaluation indicators system and choice of evaluation method, peak load and storage regulation, analysis of demand side response and incorporation of distributed new energy. Thus, this project aims to carry out systematic and thorough researches on: 1) characteristic analysis, optimal allocation and synthetic evaluation of CCHP micro gird. 2) key technology for peak load and storage regulation and analysis of demand side response of CCHP micro gird. 3) incorporation of distributed new energy in CCHP micro gird. Then we can build a multi-time scale and multi-objective scheduling model of CCHP micro gird to explore new ways to substitute for electrical energy. What’s more, these researches can provide theory and application basis for utilizing multi energy resources synthetically and efficiently based on the system integration. Also, we can improve the synthetical efficiency of energy and promote the incorporation and balance of renewable energy to make contributions to the transformation of economic structure, energy saving and emission reduction.

随着冷热电能源需求的不断增加，可以同时提供电能、冷能和热能的冷热电联供微网正蓬勃发展。不同于传统微电网，对其的研究需从多种角度出发，依托冷热电能的相互转换关系，实现冷热电混合能源的整体最优。然而，就应对冷热电联供微网优化调度研究方面，尚缺少一套完整的设备建模、综合评估、调峰调蓄、需求侧响应分析以及利用其消纳分布式新能源的技术方法，这是本项目旨在解决的核心问题。主要研究内容包括：1）冷热电联供微网混合能源特性分析、优化配置和综合评估技术研究；2）冷热电联供微网调峰调蓄关键技术及需求侧响应研究；3）冷热电联供微网消纳分布式新能源技术研究。从而建立冷热电联供微网多时间尺度多目标联合优化调度模型，探索规模化电能替代的应用模式。为多能源互补联合优化调度方法提供理论和应用基础，提升能源综合利用效率，促进可再生能源的就地平衡和消纳，为国家的能源结构的转型和节能减排做出贡献。

随着对于冷、热、电等多种能源需求的不断增加，城市微网由单一提供电能的微电网发展成为可以同时提供电能、热能和冷能的微型能源网。因此，如何从综合能源整体利用效率最高的角度出发，建立起一套完整的冷热电联供微网优化配置、综合评估、调度调峰、需求侧响应及消纳分布式新能源等方面的技术方法，是本项目旨在解决的核心问题。对此，本项目首先分析了冷热电联供微网的主要设备组成与能量耦合流动关系，提出了一种考虑混合潮流约束的冷热电联供微网规划模型，并建立相应的多指标综合评价方法对其进行评估，从而得到满足经济性和环保要求的规划方案。. 其次，本项目建立了冷热电联供微网并网优化及需求侧响应模型，着重对比分析了储能、可控负荷对系统优化运行的影响。并在不同季节下分析系统优化运行情况，给出对应季节下各分布式发电机组的出力计划、可控负荷调用计划以及储能安排情况。可为冷热电联供微网的运行和需求侧资源调动提供借鉴。. 之后，本项目建立了计及相关随机性因素的分布式新能源模型，并针对冬季我国北方供暖地区新能源消纳困难的问题，提出了一种将整体系统视为多个冷热电联供微网，进行多区域互联，并打破“以热定电”规则，将冷热能就地平衡的冷热电综合调度模型。用于研究具有一定波动性的分布式新能源在不同时间尺度和区间上对冷热电联供微网的影响。. 最后，本项目提出了一种考虑分布式新能源接入情况下，城市混合能源联供微网的调度运行模型。该模型特别针对冷热电联供微网中常见的城市高层建筑供热用气问题，进行了深入的研究与探讨，构建了城市高层建筑分布式供热用气模型。在消纳新能源的同时，改善高层建筑的用气和用热状况，并带来较好的经济和安全效益。. 本项目共发表学术论文20篇，其中SCI论文10篇，ESI论文1篇，授权发明专利3项，受理发明专利1项，获得软件著作权2项，获省部级科研奖励1次，部分理论成果在特变电工新疆新能源股份有限公司西安园区的能量管理系统中得到实际应用。