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

（在利用客户的历史数据进行预测之外）利用结构化分析工 具，提前判断需求的上升或下降 • 前瞻性地进行客户细分，在出现短缺时权衡需求的紧迫程度 • 建立客户趋势控制塔来收集数据洞见（市场、互联产品、客户 旅程、情感分析），据此设计新产品并为其定价 端到端智能控制塔 运用可视化解决方案，贯穿整条价值链更迅速地预测和识别风险、 管理冲击，并分析原因。 • 具备“what-if”（如果……将会怎样）的情境模拟能力、动态化 本文着重分享我们观察到的研发转型趋势和相关案例， 旨在赋能企业在工业4.0时代乘风破浪，实现持续增长。 《产品再造：数字时代的制造业转型与价值创造》一书中，埃森哲指出在工业4.0时代，面向智能互联产品 的转型，需要找到产品的智能度与其体验度的正确组合，前者用以衡量产品的智能度、互联性和认知独立性，后 者指的是产品技术及其功能提供的体验质量和业务模式（参见图一）。将这两个维度正确组合，将为公司业务创 0时代的制造企业研发转型 体验度（EQ） 智能度（IQ） 体 验 成 果 开放的 生态系统 封闭的 生态系统 产品 传统产品 互联产品 智能产品 自动产品 产品 即服务 产品 和服务 产 出 生态系统平台 智能服务 互联产品及服务 智能产品 互联产品 传统产品 没有产品 的区域 有保修服务 的客车 配有远程服务 的联网汽车 带有人工智能云服务 的智能手机 提供升级服务的 机器宠物

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

打破壁垒，全线贯通 2023 2022 2021 2020 2019 销售服务：销 售服务生态圈 采购：统一采 购平台 人才组织 IT 支撑 产品：智能互 联超级汽车 整合现有项目资源， 统一规划智能互联产 品项目 开发创新车联网服务 初步实现基于车联服务的创新商业模式及运营 自主式 ADAS 辅助驾驶系统开发及扩展升级 基于落地标准的 V2X 协同智能开发 改造和整合厂家与经销商已有的线上系统 生态服务：基于终端闭环的便捷服务、 UBI 车险服务、信 息娱乐服务、安防服务等 目标 目标 优质供应商选择与战略合作 联盟 大数据与车联网云平台 集团整合现有 项目资源，统 一规划智能互 联产品项目 自主式 ADAS 辅助驾驶系统开发 积极参与前期标准制定，基于落 地标准的 V2X 协同智能开发 新技术研究院 + 海外研发中 心跨国业务单元 数字化小微产品开发组织结 构 核心软件算法自主开发能力 XX 超级汽车项目背景及意义 XX 超级汽车项目 智能汽车 互联生态 XX 超级汽车产品理念—“智慧、互联、便捷” 的未来人 · 车生活形态 以“智慧、互联、便捷” 为核心思想设计规划智能互联产品及服务，未来这种体验将融入到 XX 用户的每个 用车场景中，形成完整的人车生态系统。 – 107 XX 未来人 · 车生活形态 家中 • 安娜收到了经常去的品牌店的新款服饰推送 • 她将感兴趣的信息通过

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

，全面掌握 园区能耗、碳排放数据，动态调整优化建设路径，推动园区绿色低碳、高效智能、可持续 运营管理。 （2）高水平建设推进阶段（2026-2030 年） 因地制宜发展分布式光伏、生物质热电联产项目，推进可再生能源项目打包集中接入， 构建多元互补的能源供应体系。加快推进绿电专线建设，探索实施“定向直供 + 市场交易” 双机制，逐步提高绿电就地消纳比例。支持园区企业建设智能储能设施和负荷响应管理系 楼宇等电力需 求侧响应管理试点，促进虚拟电厂落地应用。到 2027 年，园区内储能容量 ≥ 日均用电量 的 10%。 5.3.4 完善绿色低碳能源基础设施 推进供暖热源基础设施建设，促进热电联产健康发展，形成冷、热、电“多能互补、 清洁高效”的新型能源系统。积极推进加气站、电化学储能、加氢和充电基础设施以及智 能微电网的建设，促进清洁能源业务的发展。 5.3.5 稳妥有序推进“绿电直供” 实数字经济发展基石。优化信息通讯基础设施空间布局规划，加强感知监控监测体系建设。 5.5 资源利用循环化 5.5.1 推动产业循环组合式发展 推动能源、钢铁、石化化工、建材等行业耦合发展，大力开展钢化联产、炼化一体化、 林浆纸一体化等示范应用。鼓励产业链上下游协同降碳，构建企业首尾相连、互为供需、 互联互通的产业链条。推进链式招商，着力强链补链延链，依托传统产业的基础优势、链 条优势，结合区域