多能流分布式综合能源系统容量匹配优化与调度研究

综合能源系统可以实现电、热、气等多种能源形式的互补供能和满足负荷需求的多能调度,从而促进可再生能源消纳能力,提高能源综合利用率。针对含电、热、气并相互耦合的分布式多能流综合能源系统的设备容量匹配优化问题,建立以系统各能量成本最低为目标,以能量平衡和设备工作特性为约束的优化模型,采用一种区域收缩算法加速寻优收敛速度。以西安市某厂房办公楼为例,采用所建模型和所提算法得到综合能源系统最小能量成本下的最优容量匹配和调度策略。结果表明,通过系统的容量匹配优化可以大大减少电、热、气的单位价格,降低多级储热器、可逆固体氧化物燃料电池的设备成本,提高太阳能电池的利用率,可有效提高系统经济性。

电/热/气多能转换的可逆固体氧化物燃料电池信息物理融合建模与仿真

信息物理融合是能源互联网的重要特征,是能源互联网能量管理系统亟需解决的关键基础问题之一。选取涵盖电、热、气三种能量流的可逆固体氧化物燃料电池（reversible solid oxide fuel cell,RSOFC）作为典型能量节点开展信息物理融合建模研究,建立了基于质量守恒和能量守恒的RSOFC发电和制氢2种工作模式的电化学过程物理模型,利用状态机达到电池运行过程中2种工作状态的转换,采用时序分析方法研究可逆固体氧化物燃料电池节点信息系统与物理系统之间的信号交互,构建能量节点的信息物理融合动态模型,同时对节点内部的电、热、气不同能流形式进行归化统一表征,明确节点的多能转换关系。利用所建立的模型对不同调度时间步长的2个案例进行仿真分析,结果表明构建的RSOFC信息物理融合模型能够在短时间内对调度信号作出准确响应,并使燃料利用率或蒸汽利用率以及电堆温度保持在预设的合理范围之内,验证了所建模型对能量节点的调度、控制和交互功能。