考虑直流通道灵活性的含光热电站系统供热期协调调度方法

王庆齐

山东电力建设第三工程有限公司       山东  青岛  266000

摘要：随着可再生能源在能源结构中的不断增加，含光热电站作为一种高效的多能源互补系统，逐渐受到了广泛关注。为了实现光热电站系统的高效、稳定运行，以及与电力系统的有效融合，本文探讨了直流通道在含光热电站系统供热期协调调度中的作用。研究通过分析源侧光热电站与EH联合运行机理，建立了网侧直流通道协调优化模型，并对源网调峰灵活性进行了耦合机理分析。进一步探讨了系统不确定性处理与联合运行优化模型，以提高含光热电站在供热期间的运行效率和经济性。本研究旨在为光热电站与电力系统的协同运行提供新的思路和方法。

关键字：直流通道、含光热电站、供热期协调调度

引言

随着全球对可持续能源的追求不断加强，含光热电站作为一种高效、环保的能源利用方式，逐渐受到了广大研究者和工程师的关注。含光热电站系统集光伏发电、热能存储和热电联产于一体，具有良好的能源利用效率和环境友好性，特别适用于供热和供电需求日益增长的城市地区。然而，由于热电联产机组受到“以热定电”运行约束且未充分挖掘网侧直流通道调峰潜力，在冬季供热期间新能源弃电的问题尤为严重。供热期是含光热电站系统运行的关键时期，需要确保在保证电力供应的同时，满足供热需求，以达到系统的经济效益和可靠性。因此，本文对含光热电站系统供热期协调调度的方法做出了一些探讨。

一、源侧光热电站与EH联合运行机理

源侧光热电站是一种复杂的多能源互补系统，它集成了太阳能、热能和电能的转换技术，以实现高效、可持续的能源利用。EH（Energy Hub）作为一个能量集成和分发中心，对于优化光热电站的运行和与电力系统的融合具有关键作用。在联合运行机理方面，源侧光热电站和EH之间通过灵活的能量调度与交互实现能源优化配置。光热电站可以根据太阳能的可用性和需求侧的能量需求进行灵活的电能和热能生产。EH作为能量的集成和分发平台，能够根据实时的能源价格和电网负荷情况，对光热电站产生的电能和热能进行优化分配和调度。这种联合运行机制不仅可以提高光热电站的能源利用效率，还可以实现与电力系统的协同运行，满足电力系统的调峰和供热需求，从而实现整体能源系统的经济性和稳定性。

二、网侧直流通道协调优化模型

网侧直流通道在含光热电站系统中起着至关重要的作用，它连接着光热电站和电力系统，为两者之间的能量交换提供了关键的通道。在此背景下，提出了一种协调优化模型，旨在最大化光热电站和电力系统之间的能量效率，同时确保系统的稳定运行。该优化模型首先考虑了光热电站的能源产出和需求，以及电力系统的负荷需求和能源价格。通过实时监测和分析这些因素，模型可以预测未来的能源供需状况，并据此进行灵活的电能和热能分配。此外，模型还考虑了直流通道的电压、电流和功率等物理参数，以确保能量传输的稳定性和效率。

三、源网调峰灵活性耦合机理分析

3.1 含光热电站送端系统基本架构

含光热电站作为一种创新的能源系统，具有独特的能量转换和集成能力，它能够高效地转换太阳能为电能和热能，并灵活地满足各种能源需求。在此背景下，光热电站的送端系统架构起着关键作用，它连接着太阳能收集器、热能储存系统、发电单元以及与电力网的接口。

送端系统的基本架构主要包括太阳能收集器，用于捕获和转换太阳能；热能储存系统，用于存储并调度产生的热能；发电单元，负责将太阳能转换为电能；以及电力网接口，提供与外部电力系统的连接和交互。

在这一架构中，各个组件之间通过先进的控制和监测系统实现紧密的协同工作，以最大化能源利用效率和系统的整体性能。送端系统的优化设计和运行策略是实现光热电站与电力系统有效协同运行的关键，它不仅可以提高系统的经济效益，还能满足不同场景和需求下的能源供应。

3.2 光热电站与直流通道协同优化运行分析

光热电站作为一种多能源互补系统，与电力系统的有效融合和协同运行是提高整体能源利用效率和经济性的关键。光热电站的能源产出具有时变性和不确定性，需要通过先进的预测和控制策略来实现有效管理。与此同时，直流通道作为能量传输的关键通道，其电压、电流和功率等参数需在实时监控和控制下进行调整，以满足光热电站和电力系统的能源交互需求。

在协同优化运行分析中，采用了基于实时数据和先进算法的模拟和优化方法，以实现光热电站和直流通道之间的灵活能量调度和协同运行。通过优化能源分配、调整功率流向和控制系统运行状态，能够最大化能源利用效率，降低运行成本，并确保系统的稳定和安全运行。

四、含光热电站送端系统供热期协调调度

4.1 系统不确定性处理

在含光热电站的供热期协调调度中，系统的不确定性是一个不可避免的挑战，它来源于太阳能资源的波动性、用户需求的变化以及电力市场的动态性。这些不确定性因素可能会导致能源供需不平衡、系统效率降低和运行成本增加。因此，有效地处理这些不确定性成为提高系统稳定性和经济性的关键。

为了应对系统的不确定性，采用了一系列先进的预测和优化技术。通过利用历史数据和气象预报信息，可以准确地预测太阳能资源的可用性和产出，从而为光热电站的运行提供有价值的参考。通过分析用户需求模式和电力市场价格趋势，可以预测电能和热能的需求变化，为系统调度提供有针对性的指导。

在处理系统不确定性的过程中，还引入了鲁棒优化和风险管理策略，以确保在不确定性因素影响下，系统能够保持稳定运行和优化性能。这种综合的不确定性处理方法可以提高含光热电站供热期的运行效率和可靠性，为系统的长期稳定运行打下坚实的基础。

4.2 联合运行优化模型

为了实现含光热电站送端系统在供热期的协调调度，提出了一种联合运行优化模型，该模型旨在最大化系统的能源利用效率，同时确保系统稳定、经济和环境友好的运行。该优化模型融合了光热电站的能源产出、用户需求、电力市场价格以及直流通道的能量传输特性，通过动态调度和优化决策实现系统的整体性能优化。

模型通过实时监测和数据分析，捕获光热电站和电力系统的运行状态和性能指标。基于这些信息，模型采用先进的数学规划和算法技术，对能源分配、功率流向以及系统运行状态进行动态调整，以适应不断变化的运行环境和需求。

模型考虑了多目标优化问题，包括最大化能源利用效率、最小化运行成本、确保系统稳定性以及满足用户需求等。通过权衡这些不同目标，模型能够生成一组最优的运行策略和调度方案。

这种基于联合运行优化模型的协调调度方法，不仅可以提高含光热电站供热期的运行效率和经济性，还能实现与电力系统的有效融合，为建设可持续、智能的能源系统提供有力支撑。

五、结论

综合以上研究，提出了一种针对含光热电站送端系统在供热期的协调调度方法。通过对系统不确定性的处理和联合运行优化模型的应用，实现了光热电站、直流通道和电力系统的有效融合和协同运行。这种方法不仅提高了能源利用效率，还有效地降低了运行成本和风险，同时满足了用户需求和电力系统的稳定运行要求。此外，该研究为含光热电站系统的进一步优化和应用提供了有力的理论和实践支持，有望推动可持续能源系统的发展和应用。

参考文献

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