城市综合能源系统优化规划的研究论文_张建翠,刘国佳

城市综合能源系统优化规划的研究论文_张建翠,刘国佳

(国网四川阿坝电力公司 623200 ;四川嘉盛电力建设有限公司 623200)

摘要:如今,我国能源资源紧张,而电能、热能、天然气等能源优化能够有效提升能源利用效率、缓解能源问题,也是可持续发展的主要方法。但是,现阶段我国综合能源网处于起步阶段,想要实现综合能源网优化还涉及较多内容。对此,笔者根据实践研究,就城市综合能系统优化规划进行简要分析。

关键词:综合能源网;优化规划;研究分析

城市综合能源系统包含风能、太阳能、生物质能、地热能、电能等多种能源,将其转为人们所需的热、电、冷等资源。城市综合能源网络的优化对能源利用率的提升具有重要作用,同时也能够降低分布式电源随机性、波动性对电网的制约、推动可再生能源。怎样将不同能源之间的交互性、关联性进行有效利用,成为城市综合能源网优化规划研究的重点。

一、城市综合能源综合网分析

(一)系统结构设计

城市综合能源系统包含化石能源、原子能、新能源、电力流、热力、天然气等能源的优化,进而达到电力、热力、天然气能源的最优利用与最小消耗。根据这一目标,笔者基于电力、热力、天然气等系统设计了一个综合能源网。该综合能源网中能源之间能够相互转换、交互。

(二)城市能源环境标准与影响

城市能源规划是社会经济发展与进步的必然,也是今后发展与活动的部署与途径。现如今,城市能源规划成为能源范围的最优方案得到了高度重视,同时提出:构建和经济发展相同步、健康有益的能源供应体制。现阶段,城市能源规划实行三级、三类规划体制。根据行政分类,能源规划是按照国家能源归还、省级、市县的能源规划而成。根据对象与属性上分析,城市能源也能够划分为转项规划、区域规划、综合规划。根据国家能源与省级、市县关系上,上级划分为下级规划提供指导。

能源资源的利用对生态环境有着直接影响。煤、石油、天然气一些矿物燃料的燃烧都会产生一些有害物质而影响环境与人们生命健康。虽然我国通过一些技术降低其影响,而其影响依然存在。据调查:我国煤炭使用在21吨,占据总能源的67%;烟尘排放在70%、二氧化碳排放量的90%。因此,进行城市能源网构建规划能够改善生态环境,平衡供给与需求、落实能源具有重要作用。

(二)城市综合能源网特点

对此,为了突出城市综合能源网优势,笔者就电力网、热力网、天然气的运行阶段的能源流进行比较。实际上,电能源、天然气、热能等系统生产、调配、消耗、储存各内容之中有一定时空耦合机制与互补代替性。其次,综合能源网设计。综合网中能够结合不同负荷变动,通过其他系统的调节进而改变能源变化,能够在确保供给需求稳定条件下达到资源的有效配置。另一方面,通过能源的互补性与调节性,也可以提升能源使用流程,节省能耗,确保系统运行稳定与安全。

二、不同城市能源综合优化规划

根据城市综合能源优化规划内容,在设计规划下达到了能源的优化配置。在实际设计优化阶段,目标函数应做好综合考量技术标准、经济标准、环境标准;制约要求则需要考量社会影响、市场影响、安全影响等。城市综合能源网规划包含几点内容。

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第一,热力系统设计:热力保存容量与冷气保存容量设计。第二,储能容量与类型设计:储能呈现多样化特点,不同的储能其技术标准、经济标准、应用要求等具有明显差异性。结合电力系统对备用相应时间与容量的要求,比如:小时级别备用、30min备用、5min备用、1min备用、秒级别备用;同时利用储能技术标准与经济标准,进行储能系统内储能的类型与容量设计。第三,天然气设计:储存气的种类与储存罐容量规划。第四,虚拟电厂设计包含虚拟电厂数量与划分,虚拟电厂分布式电源的结构类型划分。不同虚拟电厂管理范围、以及电源容量的优化配置。第五,连接节点设计。其中包含储能系统和电力系统的连接设计天然气与电力的连接设计、虚拟电厂的不同类型划分电源连接设计、热力和电力连接点设计。

三、综合能源网络优化规范研究

结合上述内容提出的能源综合优化设想。想要实现综合能源的有效结合与利用,还需要进一步进行技术研究、创新发展与突破。对此,笔者基于技术角度进行简要分析,分别从规划性基础要求,制度构建等不同方面进行分析。

(一)完善基础设施基础要求

第一,天气然与电力的连接,能够健全供暖、供冷系统的基础设施建设。天然气与热力系统能够提供较大电力支持,完善电力系统与天然气、热力系统的基础设施,进而实现交互、互补。同时也是构建有效社会能源战略互补体系的关键。

第二,健全能源与电力输送渠道,提高能源与电能源的输送水平。现阶段,我国能能源划分和电能源划分呈现西电东送、西气东输,地区差异性显著,也是我国重点建设项目。构建经济便捷的能源输送渠道与电力输送,这对我国新能源电力结合,构建综合能源网具有重要作用。

(二)综合能源网市场制度构建

为达到不同能源的综合运行,综合能源网市场制度的构建是其必经之路。其中包含电力、天然气的市场交易、电力和热力的市场交易,以及一些电价制度、补偿制度等。

(三)建立示范基地

综合能源网包含多种能源系统的调节,是一个阶段性实践过程。建设实验基地与研究基地,进而为观察运行问题创造载体,为尝试新的方法、新技术提供实践平台。这样一来,有利于新方法、新技术研究进度的加快,推动综合能源网的实现。

结语:

建立综合能源网络系统,进而达到热能、电能、天然气的不同能源转换与使用,对能源效率的提升具有重要作用。结合不同能源特征与优势,挖掘新能源综合优化规划与运行,有待进一步研究。

参考文献:

[1]白牧可,唐巍,吴聪,徐鸥洋,冯洪涛.基于热网-电网综合潮流的用户侧微型能源站及接入网络优化规划[J/OL].电力自动化设备,2017(06).

[2]黎静华,桑川川.能源综合系统优化规划与运行框架[J].电力建设,2015(08).

[3]田园园,廖清芬,刘涤尘,朱振山,彭思成,徐雨田.面向综合能源供给侧改革的城市配网规划方法[J/OL].电网技术,2016(10).

[4]肖浩,裴玮,孔力,孙健,王存平,贾东强.综合能源微网运行优化调度方法研究[J].电工电能新技术,2016(12).

论文作者:张建翠,刘国佳

论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/14

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