5 月 Vol. 35 No. 5 May 2023 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 范雅倩 1，于松源 1，房方 1, 2* (1. 华北电力大学 控制与计算机工程学院，北京 102206；2. 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室，北京 102206) 摘要 摘要：热电联产虚拟电厂(combined heat and power virtual 动最小化。 关键词 关键词：热电联产虚拟电厂；优化调度；矩不确定性；分布鲁棒优化；热舒适度 中图分类号：TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1004-731X(2023)05-1046-13 DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-0059 引用格式 引用格式: 范雅倩, 于松源, 房方. 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度[J]. 、先进能源系统分析与优化。E-mail：ffang@ncepu.edu.cn 第 35 卷第 5 期 2023 年 5 月 Vol. 35 No. 5 May 2023 范雅倩, 等: 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 http: // www.china-simulation.com maximize the benefit of the system, and minimize

Energy Conservation and Environmental Protection Group 中国节能环保集团 CHP Combined Heat and Power 热电联产 COP Coefficient of Performance 性能系数 CSRD Corporate Sustainability Reporting Directive 企业可持续发展报告指令 ............. 62 “ ” 全电 方案：余热废热和中央空气源热泵 ................................ 62 “ ” 全气 方案：余热废热与氢能热电联产 .................................... 64 方案比较 .................................................. 体利益相关方之间产生协同效应，凝聚当地的实现气候 中和的多种潜力。这些协同效应可以帮助能源生产供应 方与不同用能领域之间实现部门耦合。 这可以使基础 设施的综合运用显著地降低成本，并创造出新的商业模 式。智能的电热冷联产联储系统以及电动汽车充放电站 都是深度协同耦合可以采取形式。优化的电力和热力的 转换可以最大限度地利用（本地）可用的可再生能源。 6 本指南为地方政府和决策者发展气候中和园区/城区项 目提

在综合能源系统的架构下，大量能源相互转化 的设备使得不同种类的能源在能源供给、传输、需 求环节的耦合性越来越强。例如能源供给环节的热 574 中 国 电 机 工 程 学 报 第 42 卷 电联产(combined heat and power，CHP)设备、电转 气(power to gas，P2G)设备、燃气锅炉(gas boiler， GB)，能源需求环节的中央空调(air conditioner，AC) 综合需求响应参与的商业园区能量枢纽运行问题， 对中央空调负荷进行详细建模，综合考虑中央空 调、电动汽车、换电站等综合需求响应资源，以能 量枢纽运行成本最低为目标实现了商业园区协调 运行。文献[13]引入了热电联产机组、燃气轮机、 电锅炉等多能源设备，利用热力和天然气易于长时 间储存特性，联合热-电需求响应实现了多能源园区 经济调度，提高了新能源的消纳率并减少了负荷损 失。但是上述文献中普遍采用的是简单的需求响应 给和能源需求两个过程，不考虑能源传输过程。综 合能源系统供需双侧的交互影响机理如附图 A1 所 示。在能源供给侧，系统运行商从上级能源网络购 买电力、天然气、热力等能源资源，并整合自身的 风电、光伏资源，通过变压器、热电联产机组和燃 气锅炉等设备，将上述资源交换或转化为用户能够 利用的能量形式。在能源需求侧，用户利用其掌握 的电热泵、中央空调、吸收式制冷机和换热器等用 能耦合设备，采取合理、有利的用能方式消耗能源

能源方案制定之二 八大步骤转型路径 工业园区零碳转型指南 目录 2 4 6 3 5 7 1 园区作为不同产品与服务的共生平台，能够开启全新的商业模式，如智能的 电热冷联产联储系统以及电动汽车充放电站等。 中德能源与能效合作伙伴 3 / 43 采取有效措施，避免资产搁浅，力争成为气候中和发展趋势下的领跑者，提 高竞争力以及创造商机。 气候中和园区能够最大限度地利用当地所具备 部门耦合可以最大化利用当地可再生能源潜力，如光伏发电、风电等，减少对 外部能源的依赖。 能源部门和终端使用部门的相互作用 部门耦合的关键优势 步骤五：分析能源潜力 系统构成 热能主要由以氢气为燃料的热电联产产生，余热废热通过热网使用和分配，分散 冷却机满足制冷需求 储能系统 热储存系统 (20 MWh) 用于缓冲余热废热，氢能存储系统 (20 MWh) 连接到电解 · 冬季有负的剩余负荷 ( 优先热电联产运行 ) " 全电 " 和 " 全气 " 方案的 比较 关键指标 本地供电份额 : 66% | 本地供暖份额 : 24% 关键指标 本地供电份额 : 40% | 本地供暖份额 : 43% · 供暖一次能源需求较高 ( 热电联产转换效率 低 ) · 投资成本较高 ( 热电联产厂和电解 器 ) · 二氧化碳排放量最低 ( 减排

Certification 证 书 编 号 Certificate No:ZC-T2-A2756GD4 项目类型 Project type: 生活垃圾焚烧热电联产项目 项目名称 Project: 慈溪中科众茂环保热电有限公司 企业名称 Company name: 慈溪中科众茂环保热电有限公司 监测期 Monitoring per 品认证、可再生能 源绿证核发。 典型项目 1: 慈溪中科众茂环保热电有限 公 司生活垃圾焚烧发电及热电联产项目 建设规模： 750 t/d×3 台炉排炉。 减碳效益：系统运行后，该电站年碳减排 核 算量为 2.74 万 tCO₂ 。 典型项目 2: 稷山县秦晋电力铁合金有限 公 司农林生物质热电联产项目 建设规模： 75 t/h×3 台循环流化床炉。 减碳效益：系统运行后，该电站年碳减排 核 算量为 书 Zero Carbon Energy Certification 证书编号 Certificate No:ZC-T2-A2756GD4 项目类型 Project type: 生活垃圾焚烧热电联产项目 项目名称 Project: 憨溪中科众茂环保热电有限公司 企业名称 Company name: 慈溪中科众茂环保热电有限公司 监测期 Monitorin g pe

公共能源网络 园区内部能源网络 能 量 层 管 理 层 电解槽 燃料电池 循环泵 氢负荷 电负荷 气负荷 热负荷 气罐 电转气 (CH4) 热电联 产机组 碳捕集 燃气锅炉 冷热电联产机组 电制冷 冷负荷 冷 能源需求与调度 能源系统运行 能源系统监测与优化 碳排放约束 经济成本约束 零碳 负荷需求 碳 流 层 储氢罐 碳负荷 气网碳流 热网碳流 电网碳流 Table 3 Optimal operation method 文献 优化运行方法 解决问题 使用算法或模型 [32] 热电联产系统组合和 调度模拟方法 风力发电的 影响 模拟 算法 [33] 冷热电联产系统 稳健优化方法 可再生能源的间歇 性和负荷的 不确定性 两阶段拉格朗日 松弛迭代算法及 交叉熵算法 [34] 低碳稳健经济 考虑碳排放的多能 量协同优化 多目标粒子群优 化算法 [36] IES 系统的 优化调度 热电联产的 碳排放污染 YALMIP 和 GUROBI 数学 规划优化器 [37] 能源互联网 优化运行 能源互联网的多能 流耦合 多能流耦合 模型 热电联产系统(combined heat and power，CHP) 组合和优化调度方法可从成本、可靠性和环境角度

储能 广义储能平台：构建广义储能一体化平台，提高园区消纳可再生能源的能 力 市场考量 碳排放量市场量化技术 碳交易市场到排放贸易市场的演变 能量转换技术 CCHP (冷热电联产) CHP (热电联产) P2G (电转气) 碳捕集技术 CCS (碳捕集与封存) CCUS (碳捕获、利用与封存) 碳捕集电厂 (FCCPP) 园区低碳关键技术：储能、建筑材料与CCUS 这些

12 / 18 市场考量 碳排放量市场量化技术 碳交易市场到排放贸易市场的 演变 能量转换 技术 CCHP ( 冷热电 联产 ) CHP ( 热电联产 ) P2G ( 电转气 ) 面向零碳园区的关键技术及装置研 发 CCUS 技 术 碳捕集技术 燃烧前捕集 ：华能集团建成世界最大规模装 置，二氧化碳回收率达

设备具有以下分类：(1)以电能作为一次能源的设 备，如电锅炉、电转气设备、电解槽、电制冷设备 等[13]；(2)以天然气作为一次能源的设备，如燃气锅 炉、燃气轮机、热电联产(combined heating and power units, CHP)[14]、冷热电三联产(combined cooling, heating and power units, CCHP)[8]等。尽管能源转换 设备建模已得到较多研究，但已有研究在建模过程 设备建模已得到较多研究，但已有研究在建模过程 朱建全，刘海欣，叶汉芳，等：园区综合能源系统优化运行研究综述 2471 中容易忽略或过度简化能源转换设备的运行特性， 难以充分体现其耦合和转换能源的作用。例如，在 对热电联产 CHP 机组进行建模时，一般假定 CHP 机组具有凸运行域。然而，对于含燃气–蒸汽联合循 环的 CHP 机组，其实际运行域是非凸的[14]。此外， CHP 机组的热电比系数常被视为恒定参数，这就忽

源网荷储一体化虚拟电厂综合运营服务平台 投资商 & 金融 智慧光伏 发电交易管控云 资源业主 绿氢化工 氢氨运输 氢储 热电联产 分解储存绿氢 电解水制氢 某煤化工集团的源网荷储一体化虚拟电厂 构建以 " 绿能开发、绿氢生产、绿色发展 为主导的能源转型发展新格局 需求侧 供给侧 合成氨 绿氢 绿电 热力 可再生能源 三绿项目”绿 电产多晶硅绿 色材料制组 件 绿色设备产绿 电 农光 一体化 构建单晶 智能光伏电站 新能源 发电侧 储能站 新能源 汽车 储能站 工业 补氢 补氧 氢能 交通 热电 联产 制氢 补氢 运氢 加氢 用氢 一体化 储能 电芯 模组 及 PACK 制造 风光 互补 绿电 绿电 制作 绿氢 光储 充换 一体 化换 电站 绿色 工厂 智慧 工厂 6GW 光伏