基于Modelica与Julia的气-热-电综合能源系统动态特性分析

综合能源系统实现了多种能流的综合管控与协同优化,是未来社会能源系统发展的必然趋势,研究综合能源系统动态特性对综合能源系统科学管理具有重要意义。目前,针对综合能源系统建模仿真的研究已取得很多有价值的成果,但对综合能源系统网络动态传输过程的模拟还存在诸多不足,尤其是特殊流动现象还无法得到很好的模拟。因此,以气—热—电综合能源系统为研究对象,采用模块化的建模方法,基于Modelica和Julia语言建立充分考虑网络动态特性的电—气—热综合能源系统模型,并对输气管道的快瞬变流、慢瞬变流特性以及传输过程的“水锤”“热惯性”等现象进行模拟验证。最后,对综合能源系统负荷变化时不同能流之间的动态响应情况进行仿真分析。结果表明,该方法对描述综合能源系统的网络动态特性以及不同能流之间的动态响应均有良好效果,研究结果可支撑综合能源系统运行优化及多主体在线能流分析等研究,为提高综合能源系统的科学管理能力提供依据。

计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度

电-气-热互联的综合能源系统(IES)在能量传输过程中具有多时间尺度特征,且气-热网络动态特性蕴含着丰富的灵活性容量,充分挖掘IES潜在的灵活性可有效提高可再生能源的消纳水平。为此,提出了一种计及次小时尺度运行灵活性的IES优化调度模型。在分析净负荷变化区间内系统运行规律的基础上,推导了电力系统的灵活性需求和资源的数学表达。然后,分析气网和热网的动态特性,并分别建立了气网和热网提供运行灵活性的数学模型。基于此,构建了计及次小时尺度运行灵活性约束的综合能源系统优化调度模型,并将模型中的非线性项进行了线性化处理。最后,采用电-气-热IES 24-20-16系统进行算例分析,结果表明,气-热网络动态特性在短时间尺度内能够提高系统的灵活性,进而显著提升系统运行的经济性。