碳中和愿景下清洁供暖的新角色:热产消者

第五代区域供热系统、信息网络技术以及智能控制技术的发展增强了供热网络和连接用户之间能量双向交换的可能性,加之全球清洁能源利用发展的需要,沿着供热网络将出现多个热产消者,其作为智慧热网中的新实体,生产、消费、存储并与其他热网用户共享能源。研究发现,热产消者经过八年左右的发展,经历了初步认识、试验探索及优化管控三个阶段,逐渐从理论研究过渡到示范应用。目前热产消者主要回收利用余热及太阳能热参与热能上网,其有助于提高供热系统运行效率、降低经济成本、减少碳排放以及促进清洁能源的使用,可以从供给侧与需求侧影响发展和布局我国的清洁供暖产业。研究揭示,热产消者已经在北欧一些国家的清洁供暖系统中扮演着较重要的角色,为助力实现碳达峰与碳中和目标,我国应高度重视热产消者的成长发展,充分利用热产消者环保属性,积极促进热电产消者有机结合,因地制宜对多种热源形式进行合理统筹,实现能源的高效利用和清洁能源的最大化消纳。

第5代区域供热供冷驱动的产消型综合能源系统多能流分析

第5代区域供热供冷(5GDHC)与主动配电网构成电-热-冷强耦合、热产消者、双向传输的复杂新场景。为此,文中基于传统综合能源网模型,通过对比5GDHC与传统第1至4代区域供热网的不同特征,提出了与5GDHC热产消者相兼容的多能流网络模型。该模型系统地集成了热力共享的产消者模型、冷热负荷重叠系数、管网温度的热泵模型以及双向水流引起的复杂水力交汇等特征,描述了各产消者在时空上共享互补的冷热功率。最后,采用15节点配电网、36节点供热网算例验证了所提模型与方法的有效性。计算结果包括状态变量的时域仿真(电压、电/热/冷功率、温度、流量、压力等)、与冷热未互补系统运行成本的对比以及蓄热与热泵的联合运行等。