考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

RenewableEnergyResources

可再生能源

Vol.37No.10Oct.2019

考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统

多元储能双层优化配置研究

贾云辉袁张

渊摘袁要院遥袁遥曰曰曰曰文献标志码院A

文章编号院1671-5292渊2019冤10-1524-09

袁袁袁袁袁峰

袁曰遥袁100095冤尧尧6遥袁袁IEEE33关键词院中图分类号院TK曰TM73

0引言

袁袁[1]遥袁袁[2]袁[3]遥袁袁[4]耀[7]遥袁遥尧袁遥尧袁袁袁袁[8]遥[9]袁遥[10]-遥[11]袁袁袁袁尧尧袁尧[6]遥[13]袁袁袁遥遥[12]遥袁袁袁袁野冶遥遥[14]袁袁遥袁遥袁渊SOCR冤遥[15]袁[16]渊SDR冤尧收稿日期院2019-02-02遥

作者简介院渊1975-冤袁袁袁遥E-mail院3505841449@qq.com

窑1524窑

贾云辉袁等考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

袁袁袁遥尧遥袁袁袁[17]耀[19]遥

袁尧尧曰-袁袁袁袁曰袁1遥

1.1区域综合能源系统建模

区域综合能源系统网架结构

袁遥尧尧尧袁遥袁渊MT冤尧尧渊WT冤尧渊1冤遥

1.2Fig.1微型燃气轮机建模

Thestructure图1区域综合能源系统结构图

ofregionalintegratedenergysystem

袁90%遥尧袁袁袁80%耀

袁袁遥野冶袁袁PdMT=蓸1-浊HMTdMT浊MTT蔀浊resMTKh0渊1冤浊resMT=

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渊4冤

1.4分布式风电机组建模

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设设P淄院淄袁i袁0臆淄淄臆淄ior淄逸淄0i臆淄臆淄r渊5冤

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遥尧袁遥袁袁袁窑1525窑

可再生能源

2019袁37渊10冤

扇设设设设I设设设设缮设设0臆char渊0臆Pt冤+Idis渊t冤臆1

dis渊t冤臆Idis渊t冤Pmax设设设设设设设EP设E渊chart冤臆渊t冤臆EItchar冤臆渊t冤EPmaxPminP渊Pmax渊t冤

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热储装置建模

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char渊t2多元储能双层优化模型

院EmaxHmax遥尧遥袁遥野冶袁袁袁袁遥遥袁遥袁袁袁遥袁2遥窑1526窑

遥院院淤于遥曰院院淤曰于/曰盂遥

2.1Fig.2Theframework图2双层迭代优化模型框架

ofthebi-leveloptimizationmodel

2.1.1考虑多元储能综合投资成本的上层规划模型袁袁袁minCOC=蓘365移24t=1渊Cinse袁ele+Cm袁ele冤EP+渊Cinse袁h+Cm袁h冤EH+

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OCinse袁ele袁蓸1+1d蔀n渊10冤蓡尧Cm袁ele曰Cinse袁h袁Cm袁h尧曰C渊冤曰d袁MOC2.1.2尧遥袁EEPmin臆EP渊t冤臆EPmax渊t冤

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2.2尧wind袁min袁P遥wind袁max2.2.1区域综合能源系统下层调度模型袁袁袁遥贾云辉袁等

考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

扇设设姿伤设设minC设姿设设设gas渊t冤冤蓘N蓘PQGriddgt渊渊tt冤+冤-QPdgtdGB渊渊t冤t冤蓡蓡++设设OC=移36524ele渊t缮设设d=1移

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设设赏

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渊16冤

Vj2渊t冤=Vi2渊t冤原2[Pij渊t冤rij+Qij渊t冤xij]+Iij2渊t冤渊rij2I渊17冤+xij2冤

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袁院

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袁pjgas冤tsgn渊pigas袁pjgas冤=

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榆嗓-1袁pj逸pigaspimin臆pigas渊t冤臆pimax院pigasp3imax模型线性化处理

渊t冤iit尧渊23冤曰遥pimin袁袁3.1电力系统潮流线性化

袁遥

袁[22]袁袁院

XijYj渊渊tt冤=冤=VIij2j2渊渊tt冤冤

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窑1527窑

渊25冤

可再生能源

2019袁37渊10冤

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渊26冤

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渊27冤

3.2天然气系统管道流量线性化

渊21冤袁袁院

[Qijgas渊t冤]2=Kij2讦[pigas渊t冤]2-[pjgas渊t冤]2讦渊28冤院[pigasigasgas2gassgn渊p渊t冤]2igas=仔渊t冤袁[pj渊t冤]=仔jgas袁pjgas2冤渊t冤遥[Qij渊t冤]=Kij21[仔袁渊t冤-渊28冤仔igasjgas渊t冤]

渊29冤sgn渊pigas[Qgas袁渊pjgast冤]2冤=原K-1袁渊28冤ijij2[仔igas渊t冤-仔jgas渊t冤]渊30冤

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渊t冤]2袁Qij袁42Qij袁32

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Uij袁2Uij袁3Uij袁4

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Fig.3Thediagrammatic图3分段线性化示意图

drawingofpiecewiselinearization

3袁Uij袁n遥渊n=-1袁1袁-2袁2袁噎冤袁0-14袁CPLEX遥4.1算例分析

算例系统构成

IEEE336袁14袁5窑1528窑遥3.45遥/m3遥6袁袁m/s袁500kW袁尧尧25m/s袁遥15m/s遥50.68

7/渊kW窑h冤遥Table表1单个储能装置参数

1Parametersofonestorageunit/W窑h1000400/W500200/W窑h/窑渊W窑h冤-1/窑渊W窑h冤-1

1.521500

1.39200

/a

0.003100.00210/%

.75

MT1GB

GW1

Q4

d1

MT1

2

22

Qd2

35

GW6

Fig.4Structure图diagram46节点天然气系统图

ofsix-nodenaturalgassystem

MT1WT

MT2

WT

23

2425

WT

262728WT

2930313233WT

1

2

WT

345

6

7

1011121314

15161718

1920

2122

Fig.5Structure图5IEEE33diagramof节点综合能源系统结构图

IEEE33-busdistributionnetwork

1.20.92018160.61412100.3

68

0院004院008院00

12院0016院0020院00

24院00

4Fig.6Thecurves图of6electricity电价和风速曲线图

priceandforecastwindspeed

贾云辉袁等考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

108

遥

遥5袁9袁14袁20袁28袁32袁80%袁袁23袁袁袁

遥2

200院00

6院00

12院0018院00

24院00

4.2算例结果分析比较4.2.1图7电尧热尧气负荷曲线图

Fig.7Thecurvesofelectricity袁heatingandgasloads

1527.4506.12遥袁80%遥袁798.35袁15117遥

51627--

/MW窑h表2系统规划结果

Table2Planningresults

/////26.8775.4199.55236.31336.434

1527.4

4927.23874.3798.3515117

506.12

袁80%袁8遥袁遥

1.20.90.60.30院00

3210-1-2-3

24院001.00.80.60.40.20

0.3194袁/渊kW窑h冤袁遥遥

袁91院00-6院00袁尧遥

4院008院0012院0016院0020院0024院00

-0.2-0.4

图8系统配网购电及电储充放电曲线

Fig.8ThecurvesoftheESSchargepowerandthepower

suppliedbythedistributionnetwork

-0.6

0院00

6院00

12院0018院0024院00

8袁袁袁7院00-23院00遥袁遥袁9袁野冶

袁遥渊1院00-6院00冤袁袁袁窑1529窑

图9热力系统侧优化出力结果

Fig.9Theoptimizationresultsoftheheatingsystem

可再生能源

曰11院00-15院00冤袁袁遥4.2.2袁渊袁30%30%袁袁袁1601.7遥袁遥袁袁遥袁533.272019袁37渊10冤

3遥11962301251627--

/MW窑h表3系统规划结果

Table3Planningresults

/////34.0533.9595.86938.2838.37

1601.7

122225191.8119623012

533.27

10遥袁1院00-6院00袁袁15院0019院00-21院00袁袁遥

1.20.90.60.30院00

4院00

8院00

12院00袁22院00-24院00袁遥11院00-袁1.00.80.60.40.20

-0.2-0.4

-0.6

0院00

32

6院00

12院0018院0024院00

10-1

16院00

20院00

-324院00

-2

图10系统配网购电及电储充放电曲线

Fig.10ThecurvesoftheESSchargepowerandthepower

suppliedbythedistributionnetwork

4.2.3480%遥

图11热力系统侧优化出力结果

Fig.11Theoptimizationresultsoftheheatingsystem

袁遥袁尧袁尧袁袁11尧遥

遥袁袁袁遥袁表4不同场景下区域综合能源系统投资和运行成本Table4Theinvestmentandoperationcostoftheregional

integratedenergysystemundertwoscenarios

//18187

/2033.52

/1602.8

15117

袁3070袁窑1530窑

贾云辉袁等考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

袁3~4a5结论

遥袁袁袁遥袁袁袁遥遥淤袁袁袁袁于遥袁袁袁袁袁遥

盂袁袁遥

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袁袁袁.[J].[22]袁2016袁36渊15冤院4072-4080.袁袁援2015袁35渊18冤院4674-4681.

[J]援袁

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可再生能源

2019袁37渊10冤

Abi-leveloptimalconfigurationofmultiplestorageinreginalintegratedenergysystemwithdistributionwindpowerinclusion

渊NationalNuclearPowerPlanningandDesignInstituteLimited袁Beijing100095袁China冤

JiaYunhui袁ZhangFeng

Abstract院Withincreasingapplicationofthemultiplestoragetechnologyinreginalintegrated

energysystem渊RIES冤袁theconfigurationofmultiplestoragedevicesarepromisingtoincreasethe

economicbenefitsinRIES.Firstly袁theinfrastructureofRIESandmodelofpowerstorage袁heatingstorage袁microturbine袁gasboiler袁distributionwindpowerareestablished.Then袁abi-leveloptimizationmodelareproposedtoobtaincapacityconfigurationofthemultiplestoragedevices.TheupperlevelaimstominimumthetotalinvestmentcostofRIES.Inthelowerlevelofthemodel袁theobjectivefunctionincludethetotaloperationcostandnetworkloss袁andthecapacityresultssolvedinupperlevelaretakenintoconstraints.Thesecond-orderrelaxationtechniqueandthepiecewiselinearmethodareproposedtotransformthenon-convexnonlinearconstraintsintoalinearproblem.Atlast袁numericalresultsontheIEEE-33anda6-busnaturalgassystemsverifytheeffectivenessoftheproposedmodelandprovetheconfigurationofmultiplestoragedevicescanfurtherbenefittheRIES.

Keywords院regionalintegratedenergysystems曰multipleenergystorage曰optimalconfiguration曰distributionwindpower曰secondorderconic

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