烟台业达热电集团西部热电有限公司 山东烟台 264006
摘要：随着化石能源的紧缺，以及日益严峻的能源枯竭和环境污染问题，如何合理利用能源满足人类的生存需要已经成为一个亟待解决的难题。其中，热电联供系统是一种有效的解决途径。热电联供是指可以同时满足热负荷和电负荷的能源利用方式。其主要优点:有利于缓解电力供需矛盾，提高能源利用效率;有利于增强能源供应的可靠性和稳定性;有利于环境保护，减少环境污染。基于此，本文主要对能源互联背景下热电联供系统的优化调度进行了简要的分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词：能源互联；热电联供系统；优化调度
引言
目前，针对热电联供系统的优化调度所考虑的目标有很多种。本文以经济性为目标，对电网进行了优化调度，仅供参考。
1能源互联背景概述
习近平总书记的讲话,站在人类前途与命运的高度,提出了解决能源安全、环境污染和温室气体排放问题的中国方案,深刻阐明构建全球能源互联网的根本目的是满足电力需求,揭示能源互联网的本质就是互联电网。电力行业面临巨大机遇。电力行业要深入学习、贯彻习近平总书记的讲话精神,充分认识建设全球能源互联网的重要意义,积极参与,主动作为,持续促进中国电力绿色转型,示范引领全球能源互联网创新发展。
全球能源互联网是以特高压电网为骨千网架、全球互联的智能电网,是清洁能源在全球范围内大规模开发、输送、使用的基础平台,实质就是"智能电网+特高压电网+清洁能源",智能电网是基础,特高压电网是关键,清洁能源是根本。
全球能源互联网的理论体系日臻完善。建设全球能源互联网,要坚持绿色、开放、创新、可持续发展理念,以国际合作为基础,实施"两个替代、一个提高、一个回归",形成以清洁能源为主导、电为中心、全球配置的能源发展新格局,推动能源、信息、交通三(特)网融合发展,打造能源共同体,促进人类命运共同体建设。有关全球能源互联网的战略规划、发展路线、战略重点、关键技术、政策机制等重大问题的研究也取得了丰硕成果。
2热电联供系统的设备建模
热电联供系统由多种设备构成，主要为电源设备和各种联供辅助设备。热电联供系统的结构如图1所示。
在日前长周期优化调度的基础上，模型预测调度与模型预测控制双层优化调度模式可使分布式供能系统基本遵循日前优化调度计划，并有效抑制联络线及蓄电池储能系统短周期内功率波动。仿真结果表明，该优化调度模式可取得良好的效果。
6研究展望
6.1不确定性条件下联供系统的优化
冷热电联供系统的优化配置面临诸多的不确定性因素，例如负荷变化、能源价格、市场环境等。不确定性因素的存在使联供系统的未来运行工况可能与设计偏离，存在潜在风险。因此，尚需在多种类不确定性条件下对冷热电联供系统开展优化研究，增加其优化的鲁棒性和适应性。
6.2分布式冷热电联供系统协同控制技术
分布式冷热电联供系统变工况下高效、经济和低排放性能与先进的控制策略和技术是密不可分的。而目前控制思路和运行策略的研究较为广泛，但是分布式冷热电联供系统的调控品质与协同控制技术方面的研究尚不多见，无法适应联供系统的控制要求。
6.3基于实时在线负荷预测的运行策略
目前，分布式冷热电联供系统的运行策略研究大部分是基于设计初期的建筑侧需求分析，而对于项目实际运行过程中，用户的冷热电负荷变化受到多种因素的影响，从而影响运行策略的稳定性和收益性。若能实行用户负荷的实时在线预测，则可以指导联供系统的运行，实时修正运行策略，从而提高系统性能。
6.4多能互补耦合的分布式冷热电联供系统优化
随着我国节能减排力度不断加大，基于可再生能源的多能互补耦合的分布式冷热电联供系统必将得到深入的发展。目前，对于这种多设备、多耦合、多工况的复杂系统的研究尚在起步阶段，缺少相应的文献，不足以支撑多能互补系统的发展。今后应重点针对耦合了可再生能源、发电、制冷、供热和环境的多能互补系统，开展不同工况下的运行模式研究，从而协同控制各设备的运行情况，以达到最优的节能、经济和减排效应。
7储能技术在冷热电联供中的应用
7.1储能技术在太阳能系统的应用
太阳能的利用可分为光伏和光热两种。光伏技术是通过光伏电池直接把太阳辐射能转化为电能。光热技术是把太阳辐射作为热源，将其热能用于供热和制冷，或者进行光热发电。
针对太阳能光热系统，储能技术在光热发电的应用与上述光伏发电较为相似；而在光热供热或制冷方面，储能技术则主要通过储热方式，用以调节太阳能在时间尺度上的平衡性，例如解决夜间或者阴雨天太阳能供热不足的问题。
7.2储能技术在燃烧动力系统的应用
从供电角度看，储能技术在燃烧动力系统的应用主要起到过渡作用。在太阳能因环境因素改变而导致输出变化时，由于柴油发电机、燃气轮机等设备响应速度较慢，此时需要储能装置提供电能，以满足负荷对快速响应的需求，维持发电/负荷动态平衡。目前应用最广的储能装置是蓄电池储能系统，但蓄电池存在初投资高、功率密度小等诸多问题。
从供热角度看，燃气轮机等设备燃烧发电时释放的余热不仅可以用于回热以提高工作效率，其中低品位热能的排气、蒸汽还可用于供热供暖。燃气轮机排气温度一般为400~600℃，能够满足大多数的供暖需求[。通过使用地源热泵等技术，把土壤作为储热材料，结合太阳能集热技术实现季节性长期储热。
结束语
通过上文分析可知，基于模型预测调度和模型预测控制的双层调度模式，可制定合理有效的调度方案，通过日前调度与实时调度，提高了分布式供能系统优化调度方案的准确性与灵活性。
参考文献
[1]吴雄,王秀丽,别朝红,王建学.含热电联供系统的微网经济运行[J].电力自动化设备,2013,08:1-6.
[2]姜岗.中低温太阳能热电联供系统的设计研究[D].电子科技大学,2015.
[3]周超.太阳能热电联供系统工程技术开发与性能分析[D].大连理工大学,2015.
[4]赵玺灵,付林,张兴梅,段常贵.SOFC热电联供系统的设计方法研究[J].太阳能学报,2009,10:1257-1262.
[5]李锋,赵玺灵,付林.燃气轮机热电联供系统性能评估案例[J].热能动力工程,2010,01:34-38+119-120.
论文作者:孙男
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/10/31
标签：系统论文; 电联论文; 能源论文; 互联网论文; 冷热论文; 分布式论文; 光热论文; 《基层建设》2017年第21期论文;