【精彩论文】考虑分期规划与设备替换的园区型综合能源系统最优配置方法

观点凝练

摘要：综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体，对于提高区域综合能效、保障用能安全以及实现节能减排具有重要意义。建立一种基于全生命周期的园区型综合能源系统分期协同规划模型。首先，根据综合能源设备的安装容量是否连续，将设备分为离散和连续设备，分别对其配置和运行约束进行提炼和统一化表示；然后，以整个项目周期为优化时间尺度，通过引入设备选型和运行决策变量，对设备安装年份与当前剩余寿命之间的关系进行数学建模；最后，考虑名义利率与通货膨胀率等因素的影响，构建以经济性最优为目标，计及投资成本、运行成本与设备残值收入的目标函数。采用混合整数线性规划技术对模型进行求解。4种场景的测试结果表明：相比传统的单阶段规划，考虑设备替换的分期协同规划可以减少14.76%的设备投资。在引入储热装置和弃热约束后，热电耦合系统运行成本可以进一步减少11.78%。
结论：本文建立了一种考虑分期规划与设备替换的园区型综合能源系统混合整数规划模型。该模型以项目周期为优化时间尺度，综合考虑了负荷变化、设备替换以及经济参数的影响。同时该模型对综合能源设备约束进行了统一化表示，提高了模型的简洁性与紧凑性。

4种场景的测试结果表明，考虑分期规划和设备替换的综合能源系统配置方法相比传统的单阶段规划可以减少14.76%的设备投资。在引入储热装置和弃热约束后，对于热电强耦合系统，一方面显著改善了规划模型的松弛性，提高了问题的求解效率；另一方面，系统的灵活性也因此得到了极大程度地改善，其运行成本下降了11.78%。

引文信息

邹磊, 唐一铭, 刘祝平, 等. 考虑分期规划与设备替换的园区型综合能源系统最优配置方法[J]. 中国电力, 2021, 54(9): 176-186.ZOU Lei, TANG Yiming, LIU Zhuping, et al. Optimal design method of integrated energy systems considering staged planning and equipment replacement[J]. Electric Power, 2021, 54(9): 176-186.‍

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编辑：杨彪

审核：方彤

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