【精彩论文】基于㶲经济学的综合能源系统动态冷热电成本

观点凝练

摘要：多能流耦合的综合能源系统(IES)成本分摊是综合能源服务研究的一个关键技术问题。现有IES产品成本计算未虑能量品位的影响，并且对含储能的IES成本变化缺乏深入研究。以热力学第二定律为基础，建立IES动态㶲经济学模型，并以某园区综合能源系统为例，研究动态负荷以及储能工况对系统冷热电成本的影响。结果表明：储热装置能够有效降低单位冷热电成本；相较无储热工况，在储热工况下系统单位冷、热、电成本分别降低6%、24%、1.2%；此外，储热工况下的IES冷热电平均成本与电负荷成正相关，与冷热负荷呈负相关。动态㶲经济学模型能够高效地分析含储热的IES在优化周期内的逐时冷热电成本，为冷热电实时定价提供依据，合理利用储能装置能够降低冷热电产品的成本，有助于内燃机消纳，提高系统运行的稳定性和经济性。
结论：为了研究动态负荷下储热工况对综合能源系统冷热电的成本影响，本文引入㶲经济学构建了综合能源系统动态㶲经济学模型，以典型IES为例，利用该模型计算了系统在优化周期内的冷热电逐时成本，对比分析了储热装置和负荷变化对系统冷热电成本的影响，结论如下。

（1）动态负荷下，较无储热工况，含储热装置的IES均能有效削减系统冷热电单位成本，且削减效果受热负荷的影响较大。随着热负荷的减小，储热装置容量冗余，导致了单位热产品分摊的非能量成本增大，进而降低了储热装置对成本的削减效果。当热负荷逐渐增大时，由于储热装置容量的约束，导致储热装置对降低产品成本的贡献也相对减小。设计负荷下，单位冷、热、电成本分别降低6%、24%、1.2%。因此，根据系统负荷情况进行合理的储热容量配置有利于降低冷热电产品生产成本。

（2）当冷热负荷系数分别从0.6增加至1.6时，含储热的IES的冷热平均成本分别下降8.4%和11.4%，冷热电成本与冷热负荷负相关；而电负荷系数由0.6增加至1.6时，冷热电平均成本升高32.8%，冷热电成本与电负荷正相关。冷热负荷的增加有利于消纳燃气内燃机余热，同时能够充分发挥储热装置和能源转换设备的潜力。由此可知，合理调整系统负荷结构可以降低系统的冷热电平均成本，提高系统运行的经济性。

（3）动态㶲经济学模型可高效合理地分析含储热的IES系统在优化周期内的逐时冷热电成本，其分析结果可为冷热电实时定价提供依据。

引文信息

连进步, 张泠, 高效, 等. 基于㶲经济学的综合能源系统动态冷热电成本[J]. 中国电力, 2022, 55(10): 161-169.LIAN Jinbu, ZHANG Ling, GAO Xiao, et al. Dynamic cost of cooling, heating and power in integrated energy system based on exergy economics[J]. Electric Power, 2022, 55(10): 161-169.

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编辑：于静茹

校对：许晓艳

审核：方彤

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