基于多源热泵协同优化的区域综合能源系统经济调度

为探究电、气热泵协同优化效果,提出多源热泵协同运行的区域综合能源系统(RIES)经济调度方法。首先,对电、气热泵技术特性进行对比阐述,并基于能量枢纽对电、气热泵多能互补运行工况下系统各类能量流进行分析;其次,根据电、气能源价格优势,在谷电时段利用电热泵进行电冷能源耦合供能,在电价高峰时段通过气热泵进行气冷替代供能,改善系统用电负荷峰谷特性与降低运行成本;最后,以系统成本最优建立电、气热泵协同优化调度模型,采用CPLEX软件进行求解。算例表明:电、气热泵协同运行能够充分发挥二者优势,降低系统运行成本的同时优化联络线交互功率波动,并且所提出的方法具有良好的环保效益。

考虑土壤热量排取平衡的区域综合能源系统优化调度

针对地源热泵冬夏运行时长不均导致的土壤热失衡问题,提出考虑土壤排取热量平衡的区域综合能源系统优化调度方法。首先,根据地源热泵冬、夏季节运行特性,计算土壤年度排取热量不平衡率;其次,通过提高供冷季地源热泵使用时长以增加土壤排热量,确保地源热泵全年取排热量平衡;最后,构建了双层优化模型,上层模型以冬季系统运行成本最优,安排地源热泵出力,下层模型以系统夏季效益最优,考虑土壤取排热量平衡等约束优化地源热泵出力。仿真算例表明所提方法有效解决了土壤热失衡问题,系统能效得到提高。

基于源荷协同调峰的区域综合能源系统优化调度

为充分挖掘多能互补能源系统“源-荷”协同调峰潜力,提出需求响应与热泵联合调峰的区域综合能源系统经济调度方法。源侧引入天然气热泵,通过多能互补进行供能替代以充分发挥电-气能源互补特性,削减电力高峰空调设备运行负荷;荷侧考虑电价需求响应,将用户用电满意度融入需求响应模型中,计及用户用电体验对电力需求进行优化,以实现电力负荷“削峰填谷”。以最小化系统运行成本为目标,综合考虑能量平衡、需求响应约束等,在优化软件CPLEX中进行求解。算例研究表明,源荷协同调峰能够有效降低用电高峰系统电力需求,提高系统运行经济性。

考虑燃气热泵配置与运行的区域综合能源系统优化研究

利用能源耦合机制促进多能互补,能够有效提升区域综合能源系统运行的经济性。提出一种考虑燃气热泵配置与运行的区域综合能源系统优化方法。首先,对计及余热利用的燃气热泵进行分析建模,并基于能量枢纽建立含燃气热泵的多能互补系统能量流模型,通过协调冷、热、电源调度出力实现能源间优势互补,改善系统运行经济性;其次,建立区域综合能源系统规划-调度双层模型,上层寻找燃气热泵机组最优容量配置,下层制定系统经济调度计划,采用CPLEX软件进行迭代求解。算例研究表明:燃气热泵能够有效应对天然气价格波动,实现了区域综合能源系统节能经济运行,并提高了孤岛模式下供能可靠性;同时,系统燃气使用量得到优化,有助于削减区域季节性用气峰谷差。

考虑源-储协同优化的区域综合能源系统经济调度

针对冬季CCHP(冷热电联供)与热电负荷供需矛盾问题,建立源-储协同运行的RIES(区域综合能源系统)优化模型。源侧对系统热电耦合环节进行优化,采用ASHP(空气源热泵)将风电转化为调峰热源,扩大风电并网空间,同时分析ASHP变工况运行模式下系统风电消纳偏差;储侧根据蓄热装置热能时移特性,建立基于RIES运行状态的蓄热罐蓄、放能模型,提高CCHP热电调节能力。综合考虑新增ASHP与储热装置投资成本、运行约束等,以日前阶段RIES调度成本最优为优化目标,采用CPLEX对其求解。算例分析结果表明:源-储协同优化能够有效改善CCHP热电调节能力,提高系统经济与环境效益。