综合能源系统规划：双层模型与电转气技术应用

“离网型综合能源系统规划，包含冷/热/电联供，旨在解决传统微电网的局限性，提高能源利用效率。文章探讨了储能电池的成本问题，以及综合能源系统规划的复杂性。通过引入双层规划模型和电转气技术，寻求优化设备配置和系统的灵活性与经济性。核密度估计和k-means聚类用于可再生能源场景选择，以确定设备容量配置。案例分析验证了模型的有效性并研究了电转气技术的影响。” 本文主要讨论了离网型综合能源系统的规划，这种系统通常包括分布式电源、储能装置、能量转换装置和负荷，旨在提高能源利用率并满足多元化需求。传统的微电网由于结构单一，往往难以应对多类型、高质量的能量需求。综合能源系统，特别是结合冷/热/电联供的系统，因其高效能源利用和多能互补特性，逐渐受到重视。 文章指出，储能电池高昂的价格和有限的使用寿命是系统成本过高的主要原因。为解决这一问题，作者构建了一个双层规划模型来优化设备容量配置。上层模型关注的是通过最小化总成本来确定设备容量，而下层模型则以运行成本最低为目标优化系统运行状态。这两层模型通过迭代过程寻找最佳设备配置。 在规划过程中，文章应用了核密度估计法和k-means聚类算法来选取可再生能源的典型出力场景。核密度估计用于描绘风能和太阳能的概率分布，k-means聚类则用于减少场景数量，提炼出代表性场景，从而简化规划问题。 通过具体的算例，文章展示了如何在特定负荷需求和设备参数下得到优化配置方案。针对过渡季的典型日，分析了系统的运行情况，验证了规划模型的有效性。此外，研究还考察了电转气技术对系统优化配置和经济成本的影响，电转气技术可以增加系统的灵活性和经济效益。 总结来说，本文提供了一种创新的离网型综合能源系统规划方法，结合了统计学工具和先进的能源转换技术，以实现更高效、经济的能源管理。这种规划策略对于应对可再生能源波动性、降低系统成本以及提升能源系统的整体性能具有重要意义。