多能互补综合能源系统设计及优化李怡

多能互补综合能源系统设计及优化李怡

(国网上海浦东供电公司上海市200122)

摘要:在科技技术快速发展的推动下,多能互补综合能源系统逐渐地被人们重视起来,多能互补综合能源系统是在传统分布式能源应用的基础上进行改善的系统,具备更高效的优势系统更是受到人们的青睐,如何使得多能互补综合能源系统实现效益最大化是专家们重视的问题。本文主要通过对多能互补综合能源系统的现状进行概述,针对有关的设计存在的问题进行分析,并提出其优化的建议,以更好的完善多能互补综合能源系统做准备。

关键词:多能互补;综合能源系统;设计;优化

多能互补综合能源系统作为未来能源系统发展的导向,其作用是不可小觑。但是如何弥补在多能互补综合能源系统设计中存在的缺陷以更好的完善多能互补系统实现其效益的最大化是科学家们需要面临的考验。因此,完善多能互补综合能源系统的设计及其优化仍然是一个非常漫长的过程,需要我们共同的努力。

1多能互补综合能源系统的现状

1.1目前的多能互补综合能源系统尚未实现效益最大化

目前的多能互补综合能源尚未实现效益最大化的原因有多方面造成,最重要的有以下两个方面:一方面是从技术的层次面来看、主要的原因归属于实现较为复杂的多能流网络最优控制,最优控制的目的降低潜在风险以实现多能互补系统的效益最大化,收入减去成本是效益,而收入包括了销售的能源、销售服务等。通过冷、热、气、电、网、能源、交通、负荷、储存等环节来优化。另一方面是从财务方面、任何系统的正常运行都离不开人力和物力,多能互补综合能源系统的运行的原理也是与其相同的,其每个环节的实施与进行都需要消耗一定的人力以及物力,这必然会导致成本以及费用的增加。

1.2风光水火储多能互补系统的建设存在弊端

风光水火储多能互补系统的建设主要依靠可再生资源。如:水能、电能、太阳能等自然资源。而根据目前全球自然能源消费的数据显示,可再生能源在全球能源消费中的比重为百分之二点八,其中最大的是风能占据可再生自然的百分之五十二点二。虽然人们已经对可再生能源的使用力强烈的认同,但是由于对这方面技术人才相对的欠缺、技术水平相对较低以及人力物力的耗费等原因导致对可再生资源的利用率较低。多能互补综合能源系统虽然主要以利用可再生能源为主的新型系统,但是针对如何提供可再生资源的利用率问题仍然是缺乏对策的。

1.3使用者要确保多能互补综合能源系统时刻处于安全状态

多能互补综合能源系统是由多种设备组合而成的,设备的组成构建各系统,而每个系统的安全运行都关乎着生命和财产安全,例如:台湾近期一次停电引起的气的阀门出现故障导致的损失的事件就是很好的证明,安全是最重要的,因此使用者要确保多能互补综合能源系统时刻处于安全状态。

2多能互补综合能源系统设计中存在的问题

2.1有关热、电、气多能流的计算问题

能流计算一直是多能互补在综合能源系统设计过程中存在的关键问题。一般选择的能源集线器模型是是经过改良后的,需要通过耦合单位作为平衡节点对电力网络以及天然气网络潮流的影响的进行分析来选择与其系统相匹配的能流求解的运算方法。通常能流求解的方法有两大类:一是统一求解法、二是解耦求解法。而选择求解的方法不同造成的结果也不相同,统一求解法的对能流这方面的计算要求相对比较高,解耦求解法的计算难度相对比较低,两者各在能流计算方面存在一定的弊端这将增大多能互补能源系统设计有关热、电、气多能流计算困难程度。

2.2多能互补综合能源系统设计的协同规划策略问题

在多能互补的协同规划策略中,对场景构建的规划相比与预测相对传统的电力系统要更加的复杂与困难,场景构建的规划不仅需要考虑相关政策、市场以及气象等外在因素的影响并针对这些因素进行数据分析,还需要通过对数据的分析精确度、对规划策略的定位是否准确以及对其规划的敏感程度进行估计以确定是否都直接或间接的影响着规划策略的制定。在每一个场景下,由于各设施对冷热电负荷要求掌握程度不确定、信息收集不够充足以及对协同规划策略中存在的不确定因素考虑不够充分等都会导致多能互补综合系统设计出现差错。

2.3综合能源基地的选择问题

多能互补综合能源系统的有效实施主要的力量来源之一是综合能源既自然资源,例如:太阳能、气能、水能、天然气、煤炭等自然资源。通过对这些自然资源进行组合以推进多能互补综合资源系统的建设及运行。而如何有效的利用自然资源以发挥其在多能互补综合能源系统作用需要考虑的问题是综合能源基地的选择。综合能源基地的选择需要考虑的因素也是非常多的,比如:综合能源基地与项目地点的距离问题、自然资源的丰富程度、花费的成本及费用以及可实现的收益等问题都将是制约着多能互补综合能源系统的设计。

3针对多能互补综合能源设计问题提出的有关优化措施

3.1政府行动

多能互补综合能源体系的建设是一个漫长的过程,单靠一人之力是完全不够的,还需要政府积极的进行支持。政府可以从以下几个方面进行扶持:一方面政府可以制定并颁布相关法律法规、提出相关指导意见以辅助多能互补综合能源体系的建设。另一方面政府可以从降低可再生能源的使用税率、拨款支持新技术的研发、增多扶持基金等措施以实现提高效率降低成本的目的。政府的行动是对多能互补综合能源系统建设的最大肯定,政府通过制并颁布法律法规、拨款支持等措施是对多能互补体系的推动。

3.2提高相关的技术水平

设备容量的大小决定着多能互补综合能源系统的效益。提高设备容量是一件刻不容缓的事情,而设备容量是技术决定的,因此,提高技术水平是至关重要的。可以从通过下几个方法实现提高技术水平的目的:第一、建设相关的人才建设并完善人才建设体系为多能互补综合能源系统的建设打下基础。第二、去技术水平较高的国家学习如何通过高参数提高利用效率。第三、加强智能方面的发展,智能是多能互补综合资源系统的主要动力之一。原因是智能技术的发展可以提高多能互补综合能源系统在运用上效率以实现优化其设计的目的。

3.3互联网技术与可再生资源相结合

未来多能互补体系必将是依靠互联网技术与可再生资源相结合的模式实现的。互联网技术与可再生资源相结合的模式不仅可以达到优化多能互补综合能源体系目的,还能将能源资源的开发、配送、利用从过去集中形式的发展体系发展成为智能化的分散模式,并将信息网络、交通运输网络、油气网络、电力网络等综合起来形成能源共享网络体系以实现效率最大化。互联网技术与可再生资源相结合的模式实现了降低成本优化多能互补综合资源体系的目的。

4结束语

多能互补综合能源体系因为具备着高效益、低成本等优势而被广泛运用,可是在发展中国家多能互补综合能源体系设计面临着多能流计算、协同规划策略、综合能源基地等方面的问题导致其仍然处于萌芽阶段。伴随着技术的进步以及相关政策的扶持,多能互补综合能源体系已在发展中国家崭露头角。本文主要针对多能互补综合能源体系设计存在的一些问题提出了政府扶持、提高相关技术水平、互联网技术与可再生资源相结合等相关解决策略旨在优化多能互补综合能源体系以及为未来完善多能互补体系的建设奠定基础。

参考文献

[1]郑卫东.分布式能源系统分析与优化研究[J].硕士学士论文,2016,2.

[2]叶琪超,楼可炜,张宝,白洪宸.多能互补综合能源系统设计及优化[J].学术论文,2018,11.

个人简介

李怡,1990年1月,女,汉,山东省潍坊人,研究生,工程师,研究方向:电动汽车储能、综合能源及电力营销管理。

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