计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度

唐成虹; 王靖韬; 曾博; 周静; 叶闻杰

doi:10.7500/AEPS20210813002

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计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度

工程应用 | 更新时间：2025-06-16

- 计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度
- Optimal Dispatch for Integrated Energy Considering Energy Grade Conversion in Industrial Park with Steam Heat Pumps
- 电力系统自动化 2023年47卷第2期页码：191-199
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市 211106
  2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市 211106
  3.智能电网保护和运行控制国家重点实验室,江苏省南京市 211106
  4.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京市 102206
- 作者简介：
  
  唐成虹(1971—)，女，研究员级高级工程师，IET Fellow，博士生导师，主要研究方向：新能源运行控制、配电自动化、综合能源系统优化运行。E-mail：tangchenghong@sgepri.sgcc.com.cn
  王靖韬(1982—)，男，硕士，主要研究方向：综合能源运行管控系统及应用。E-mail：wangjingtao@sgepri.sgcc.com.cn
  曾博(1987—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：综合能源系统分析与优化。E-mail：alosecity@126.com
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部科技项目(5400-202040495A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20210813002
  中图分类号：
- 收稿：2021-08-13，
  
  修回：2022-07-05，
  
  网络出版：2022-07-13，
  
  纸质出版：2023-01-25
- 稿件说明：
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唐成虹,王靖韬,曾博等.计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(2):191-199.

TANG Chenghong,WANG Jingtao,ZENG Bo,et al.Optimal Dispatch for Integrated Energy Considering Energy Grade Conversion in Industrial Park with Steam Heat Pumps[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(2):191-199.
唐成虹,王靖韬,曾博等.计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(2):191-199. DOI： 10.7500/AEPS20210813002.

TANG Chenghong,WANG Jingtao,ZENG Bo,et al.Optimal Dispatch for Integrated Energy Considering Energy Grade Conversion in Industrial Park with Steam Heat Pumps[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(2):191-199. DOI： 10.7500/AEPS20210813002.

摘要

沿海工业园区具有大量蒸汽需求，且存在能源利用率低及风电浪费严重的问题。为此，以位于中国江苏省靠近海上风电并网点的某沿海工业园区为研究对象，提出一种考虑高温蒸汽热泵能量品位转换的综合能源系统优化调度方法。首先，构建高温蒸汽热泵能量品位转换模型，以实现电热耦合及能源梯级利用；然后，提出含高温蒸汽热泵的风电消纳策略，以促进系统风电消纳；最后，考虑风电出力预测误差，建立以总运行成本最小为目标函数的综合能源系统随机优化调度模型。仿真结果表明，所提调度方法有效促进了海上风电消纳，可在解耦冷热电联产（CCHP）机组“以热定电”运行约束的同时满足工业园区的蒸汽负荷需求。同时，提升了能源利用效率，具有良好的社会经济效益，可有效保障系统运行的可靠性。

Abstract

Coastal industrial parks have a large amount of steam demand

and there are problems of low energy utilization and serious wind power waste. To this end

taking a coastal industrial park close to the grid integration point of offshore wind power in Jiangsu Province

China as the research object

an optimal dispatch method for the integrated energy system considering the energy grade conversion of high-temperature steam heat pumps is proposed. First

an energy grade conversion model for high-temperature steam heat pumps is built to achieve the electrothermal coupling and energy cascade utilization. Then

a wind power accommodation strategy with high-temperature steam heat pumps is proposed to promote the wind power accommodation in the system. Finally

considering prediction errors for the wind power output

a stochastic optimal dispatch model of the integrated energy system is established with the minimum total operating cost as the objective function. The simulation results show that the proposed dispatch method effectively promotes the accommodation of offshore wind power

and can meet the steam load demand of the industrial park while decoupling the “heat-based power” operation constraints of combined cooling

heating and power (CCHP) units. Meanwhile

the proposed method improves the energy utilization efficiency

has good social and economic benefits

and can effectively guarantee the reliability of system operation.

关键词

Keywords

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