计及风电不确定性的综合能源系统储能优化配置研究

冬季供暖期为满足供热要求,热电联产机组采用“以热定电”的模式运行,在夜间负荷低谷期,风电出力很难与负荷需求相匹配,导致弃风现象严重。在热电联产(combined heat and power,CHP)机组中加入大容量储热环节,能够解耦以热定电,提升电网风电消纳能力,由于储能设备投资较高,为能够用经济有效的手段解决风电消纳问题,需要对电-热综合能源系统的储能进行优化配置。首先对风电出力的不确定性进行研究,综合比较确定选取风电出力典型日对风电出力进行描述,搭建电-热综合能源系统的基本网架结构,建立风电机组、CHP机组、电锅炉、热泵以及储热的数学模型;然后提出储能双层优化配置模型,上层以最小化储能综合投资成本为目标优化储能设备容量,下层以系统总运行成本最低为目标,实现系统运行经济性的优化,上层采用遗传算法进行求解,下层采用MATLAB中的fmincon函数求解非线性规划问题,在求解问题时采用序列二次规划算法(SQP);最后通过算例分析验证合理配置储能能够有效节约储能资源,减少成本,实现风电消纳和电网经济运行。