苏州和工业园区区域级综合能源系统建模分析.pptx

苏州和工业园区区域级综合能源系统建模分析目录一、综合能源系统的研究背景二、综合能源系统建模理论与方法三、综合能源系统规划方法四、苏州和工业园区区域级综合能源系统建模分析综合能源系统的研究背景背景：多能互补间歇性/可控性互补，易存储/易运输互补，无排放/高排放互补手段：分散协同在开发、转换、储备、运输、调度、消费等多个环节通过跨能源、多时空协同愿景：充分竞争通过充分竞争引导能源在不同形式之间以最高效的方式转化目标：高效低碳实现能源多梯级有效利用，间歇性能源充分消纳综合能源系统的研究背景跨区综合能源系统与区域综合能源系统区域级综合能源系统关注能量的转化跨区级综合能源系统关注能量的传输综合能源系统的研究背景综合能源系统消纳可再生能源的实例热电机组“以热定电”使供电缺乏灵活性，可能导致弃水/弃风，在热电厂安装电锅炉和储热系统，能够使热电机组摆脱“以热定电”的约束，极大提升热电机组的灵活性增加电锅炉和储热环节之后，燃机灵活性提升，通过储热将热需求从晚上转移到白天，实现了电力系统的虚拟储能，降低了系统峰谷差综合能源系统集成的背景通过热泵、蓄热电暖、室温智能控制，增加需求侧的负荷灵活性间歇性能源高比例接入，引起大量弃风，通过风电供暖+储热方式实现充分利用商业楼宇新能源高比例接入电动/混动汽车通过电储能、需求响应、电锅炉等方式消纳分布式光伏，降低配电网的容量电费充分发挥一次能源与电能的生产、传输与分配上的互补效应分布式光伏一次能源智能家庭调度控制中心通过热网以及储热装置，为电力系统实现了虚拟储能，提升了电力系统的灵活性调度控制、海量传感器以及控制器实现多个能源系统的运行优化工业包含电锅炉与储热的热力网络灵活运行的冷热电联产通过分布式冷热电联供燃机实现能源的多梯级利用通过引入电锅炉利用弃风/弃光供热，提高新能源接纳能力综合能源系统集成的背景运输存储环节消费环节生产环节无迟滞，低损耗要求能量实时平衡，难以大规模经济存储能够实现远距离输送最清洁的终端能源能量使用智能化程度不断提高可转化为多种形式其他能源集中式为主，分布式为辅间歇性能源大量接入电力系统有迟滞，损耗较大热网有虚拟储能效应，小规模存储比较经济仅可近距离输送，就地平衡主要用于取暖，部分用于工业生产能量使用智能化程度较低分布式供热：能源效率较低集中式供热：供热供电强耦合热力系统有迟滞，有损耗，受通道容量限制影响较大可大规模经济存储可远距离传输一次能源系统一部分被用来发电能量利用效率较低，污染较大与电能一定程度上可相互替代集中式开发，取决于资源禀赋条件，与需求空间上不匹配互联网信息系统互联：将多种类能源系统的生产、运输、存储与消费紧密联系,实现信息最广泛共享互动：源、网、荷实时互动的平台，充分实现综合能源系统优势互补虚拟：将现实的能源网络映射为虚拟的信息网络，需要与现实的能源网络紧密结合才能体现价值综合能源系统的价值：通过气、热等储能形式提升电力系统灵活性、消纳可再生能源通过不同品位能源的梯级利用，提高终端能源利用效率目录一、综合能源系统的研究背景二、综合能源系统建模理论与方法三、综合能源系统规划方法四、苏州和工业园区区域级综合能源系统建模分析综合能源系统双层规划建模：①能量枢纽①区域级综合能源系统关注能量的转化两个层次②跨区级综合能源系统关注能量的传输建模：②网络模型综合能源系统建模直流潮流方程电网建模综合能源系统建模能量枢纽建模将偏微分方程离散化为差分方程气网建模基于图论的能量枢纽标准化模型建立水流网络方程在水流方程基础上建立热力网络方程热网建模综合能源系统建模—气网气网的规划对象主要指输气网，即传输能力达几十至几百公里的天然气传输网络.输气网的压力通常能达到10个大气压。长途输气网沿线一般有数个加压站以保持管道压力.综合能源系统建模—气网（1）节点平衡方程——“KCL”节点：（1）天然气供应/负荷端，（2）多根管道汇合处支路：（1）燃气管道（2）回路方程——“KVL”基本物理量：（1）节点量：节点气压、节点注入（2）支路量：支路流量综合能源系统建模—气网（3）支路方程伯努利方程——描述流体运动?——流速?——高度??——摩擦系数——压力综合能源系统建模—气网（3）支路方程伯努利方程忽略管道高度变化近似为绝热过程P为天然气管道节点压力Q为标准状况下天然气流量“动态”支路模型忽略气流的传输动态过程，认为同一管道内各处流量相同L为管道长度C2为管道特征参数“稳态”支路方程忽略了动态过程，适用于天然气网络的规划综合能源系统建模—能量枢纽能量枢纽：一种用于描述综合能源系统中能源、负荷、网络之间交换、耦合关系的输入-输出端口模型WARG吸收式制冷机CHP热电联产机组综合能源系统建模—能量枢纽典型区域综合能源系统的能量枢纽模型难以自动化建模引入非线性项能量枢纽的标准