考虑气热惯性的综合能源系统优化配置研究

电、气、热耦合的综合能源系统中蕴藏着丰富的灵活惯性资源。由于热力系统和天然气系统均具有相似的慢动态特性,都可以针对外界功率波动提供缓冲空间以缓解外部的能量冲击,在电力系统功率缺额场景下协同利用综合能源系统气热惯性,为电网故障提供功率支撑。基于综合能源系统的气热惯性特性分别建立相应的数学模型,提出了考虑气热惯性的综合能源系统运行策略;以运行经济性最优为目标建立了考虑气热惯性的综合能源系统应对功率缺额优化模型,通过实际场景验证了所提策略的可行性。算例结果结合实际运行条件,给出了不同情况下综合能源系统园区气热惯性资源与配置的经济最优解。

考虑气热惯性的综合能源系统备用配置方案

电气热多能耦合的综合能源系统具有多时间尺度特征,其气热慢动态特性蕴含着丰富的灵活性。外部条件变化时,气热系统状态变化相对滞后,可在一定时间尺度内为系统提供功率支撑。针对这一特点,依据气热系统基本原理,定义综合能源系统气热惯性,建立综合能源系统气热惯性功率支撑模型。基于所提气热惯性功率支撑能力,提出一种考虑气热惯性的综合能源系统备用配置方案。算例结果表明,考虑气热惯性的支撑能力使得综合能源备用配置手段多样化,提高了综合能源系统协调运行的灵活性和经济性。

考虑气热惯性的综合能源系统参与辅助服务策略

可再生能源在电力系统中的大量接入导致电网可靠性水平逐渐降低,辅助服务对电网安全运行的保障作用日益增加。电、气、热耦合的综合能源系统具有能源形式灵活转换的特点,可以成为电力系统优良的辅助服务资源。文章充分探索综合能源系统气热惯性参与电力系统不同时间尺度辅助服务的可能性:首先分析气热惯性对功率波动的抵御能力与延时响应特性;然后以惯量和频率辅助服务为例,提出综合能源系统参与辅助服务的响应策略与方案;接着,针对所提响应策略分别建立气热惯性模型与综合能源系统参与的惯量和频率辅助服务优化模型;最后,通过算例仿真与分析可得,考虑气热惯性的综合能源系统具有参与电力系统不同时间尺度辅助服务的能力,在提高系统运行经济性的同时,具有更好的辅助服务效果。

计及气网约束的区域综合能源系统惯性资源配置研究

多能耦合的区域综合能源系统具有多能转换灵活性,尤其是其气热系统惯性资源具有功率波动抵御能力,可以支撑可再生能源不确定性造成的电力系统功率缺额。在充分考虑天然气网络约束的情况下,提出了区域综合能源系统惯性资源配置策略。首先,将天然气系统对功率波动的抵御能力以及对需求变化的延时响应纳入天然气系统的惯性特性,提出了区域综合能源系统气惯性概念和响应特性。由于气惯性的局部利用会影响天然气网络的整体参数变化,基于气网约束条件,对天然气网络的动态变化进行了深入的分析。然后,为了合理配置电力系统故障后区域综合能源系统中气热惯性资源,建立了计及气网约束的区域综合能源系统惯性资源配置模型,以明确气热惯性提供功率支撑的优势,并验证区域综合能源系统惯性资源配置过程中计及气网约束的重要性。最后,算例结果验证了气惯性对外界功率波动的抵御能力,计及气网约束的区域综合能源系统资源配置方法可提升经济性预估的准确性。