多能互补发电系统优化运行建模分析

程丽宁

摘 要：当今社会能源需求量日益增大，而化石能源的过度使用，导致全球的环境受到严重的影响。而风能作为一种正在兴起的清洁能源倍受人们的关注。并且，我国的风能资源也很丰富。然而风能虽然清洁，但具有不稳定的缺点。为了解决这一问题，人们用其他形式的能源与其共同使用来弥补，既多能互补。本文从多能互补微电网运行的需求出发，分析了风力发电和燃气轮机发电的出力特性。分析其环保性和经济性，即在满足用户需求的基础上，使得系统的成本最低，排污量最小。

关键词：多能互补微电网;优化调度;热电联耦

1 引言

能源是人类生存所必需的物质。随着能源转型的不断推进，多能互补和储能的发展成为趋势，而储能在多能互补中的应用，也成为一种新的形态。热电联供（CHP）系统建立在能源梯级利用的概念基础上，统一解决了电能和热能的供应问题，是一种经济节能、环境友好的用能方式，具有良好的社会和经济效益。本文設计了风力发电和燃气轮机互补的微电网系统，可以同时向用户提供电能和热能，是一个符合现代用户需求并且符合节能环保理念的设计。

2 风能-燃气互补微电网系统结构

2.1 微电网功能结构分析

图2-1是本设计系统结构图，建立了风力发电机组、燃气轮机、锅炉、溴冷机组和用户的多元耦合系统数学模型。主要工作原理是：风力发电机可以向用户直接供电，燃气轮机通过燃烧天然气发电来弥补风力发电机的不足，保证流向用户的电能稳定性。溴冷机组通过回收燃气轮机排出的废气（高温烟气）余热向用户供热。当用户需热量较大时，系统还可直接燃烧天然气向用户供热。

3 结论

本文建立的多能互补微电网系统是一个热电联供的系统。系统的供电系统是由风力发电机组、燃气轮机组和蓄电池组成;供热系统是由溴冷机组和锅炉构成。受自然条件的影响，风力发电机组的出力存在很大的波动性。为了确保系统输出的电能相对稳定，采用蓄电池组和燃气轮机组进行调节。本论文进行的热电耦合多能互补微电网的整体模型设计，有利于随后利用内点法对多能互补微电网各设备出力进行优化。

参考文献

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