沈陽(yáng)工大學(xué)者發(fā)表低碳充能型多能源微電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的研究成果

　　新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰，碳中和”行動(dòng)的重要組成部分。隨著新能源汽車逐步規(guī)模化發(fā)展，我國(guó)電能、氫氣、天然氣驅(qū)動(dòng)汽車保有量預(yù)計(jì)在2035年突破1.5億輛。面對(duì)不斷增長(zhǎng)的多能源充能需求和碳減排壓力，提出含電、氫和天然氣等多種能源生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、消費(fèi)各環(huán)節(jié)深度耦合，并具有一定垃圾處理能力的充能型微網(wǎng)是解決新能源汽車充能這一涵蓋環(huán)境、交通、能源等多領(lǐng)域協(xié)同問(wèn)題的有效途徑之一。

　　單個(gè)充能型多能源微網(wǎng)受所處地理位置、氣象條件影響，同時(shí)又存在接入設(shè)備容量、風(fēng)光出力波動(dòng)性大等方面的制約，難以滿足較大規(guī)模新能源汽車的集中充能質(zhì)量和可靠性。因此，充分利用多個(gè)多能源微網(wǎng)之間存在的新能源汽車流量錯(cuò)峰、分布式電源互補(bǔ)等特性，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)群之間的互聯(lián)協(xié)調(diào)運(yùn)行，是提高新能源汽車充能以及多能源微網(wǎng)運(yùn)行可靠性的有效手段。因此，分析研究充能型多能源微網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)能源清潔低碳和充分利用有著重要意義。

　　為保障系統(tǒng)供能可靠性與碳減排能力的提升，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院、奧爾堡大學(xué)能源技術(shù)學(xué)院的閆佳佳、滕云、邱實(shí)、陳哲，在2022年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出了一種計(jì)及供能可靠性動(dòng)態(tài)約束與碳減排的充能型微網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化模型。

　　他們首先研究各微電網(wǎng)的運(yùn)行特性以及微電網(wǎng)間的能量交互特性，建立低碳充能型多能源微網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)(Multi-energy Charging Microgrids Interconnection System with Low Carbon Emissions, MCMIS-LCEs)模型，并在此基礎(chǔ)上建立多能源供能與碳減排協(xié)調(diào)模型;其次，考慮能源轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)與充能設(shè)備故障對(duì)MCMIS-LCEs供能可靠性的動(dòng)態(tài)影響，針對(duì)設(shè)備故障特點(diǎn)建立多狀態(tài)可靠性動(dòng)態(tài)量化評(píng)估模型;然后，在互聯(lián)系統(tǒng)供能可靠性約束、運(yùn)行約束等條件下，建立考慮碳減排、充能時(shí)間與供能成本協(xié)同的MCMIS-LCEs多目標(biāo)優(yōu)化模型。

圖1 MCMIS-LCEs拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　研究人員將傳統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的充能型多能源微網(wǎng)與MCMIS-LCEs進(jìn)行算例對(duì)比，驗(yàn)證其有效性和經(jīng)濟(jì)性。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比，MCMIS-LCEs考慮各微網(wǎng)間的互補(bǔ)特性，通過(guò)電能、氫氣、天然氣聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行交互，能夠提高新能源汽車和多種負(fù)荷的用能可靠性。而且，MCMIS-LCEs中多能源微網(wǎng)間高效協(xié)調(diào)運(yùn)行，可降低新能源汽車的充能時(shí)間、提升垃圾資源化利用率、系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性，并且能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)提供更多的電能調(diào)節(jié)能力和碳減排調(diào)節(jié)能力。

　　研究人員最后表示，充能型多能源微網(wǎng)群互聯(lián)協(xié)調(diào)優(yōu)化后能夠降低各微網(wǎng)的運(yùn)行成本，有效提高整體互聯(lián)系統(tǒng)的收益，在未來(lái)充能站的建設(shè)發(fā)展中具有較好的應(yīng)用前景。

　　本文編自2022年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“計(jì)及供能可靠性動(dòng)態(tài)約束與碳減排的充能型微電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化模型”。本課題得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目的支持。