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对规划方案的可靠性和电转气厂站消纳可再生能源的效益进行了评估。
      对于电-气联合能源生产系统, 目前研究的热点在于通过机组组合提升系统的经济性, 而这

也是能源生产环节规划的基础, 在合理的机组组合模型的基础上, 才能进行能源生产设备的选
址、 定容规划。 考虑到风功率预测的不确定性, 文献[ 44] 采用了 3 种运行规划策略: 确定性,
两状态随机规划和多状态的随机规划策略, 通过燃气轮机耦合电-气系统, 保证联合系统的经济
运行。 在能量枢纽模型的基础上, 能源输入端为电、 气, CHP 机组为能源转换设备, 输出为电、
热。 文献[45] 考虑了不同能源的价格, 得到经济最优的机组组合方案。 文献[ 46] 考虑了输电线
路、 输气管道的能源输送能力, 建立了考虑系统安全约束的机组组合模型。 针对电-气两个系统
的耦合, 文献[46-48] 采用了拉格朗日松弛将模型解耦并转而求解原问题的对偶问题的优化解,
并采用了线性化、 加入罚函数、 动态规划对子问题进行求解。

      我国的东北、 西北地区, 存在大规模的可再生能源, 但由于输电线路、 冬季火电机组的供
暖任务等因素的限制, 存在大量的弃风、 弃光现象。 我国的天然气需求量很大, 也有大规模的
天然气传输网络, 可通过在大型风电、 光伏基地建设 P2G 装置, 将弃风、 弃光转化为天然气,
通过天然气管网传输; 同时, 弃风、 弃光的电量也可在冬季通过电锅炉为居民供暖, 满足用户
的多种用能需求, 提升系统整体经济性。 由于对大容量储热、 储气设备的物理特性以及 P2G 装
置建模的相关研究仍然较少, 这导致对包含大规模可再生能源的电-热、 电-气联合能源生产系
统的规划模型的研究还处于起步阶段。 为了逐步完善能源生产环节的优化规划理论, 一方面需
要对储能装置、 能源转化装置等关键设备构建合理的数学模型, 另一方面也需要对多能流的互
补特性、 不同的应用场景进行深入研究。
3 3  源、 网协同规划

      能源的远距离传输主要以电力网络和天然气网络为主, 两个网络互连耦合, 将能源从源侧
向远端负荷大规模的传输。 可再生能源的地理分布较为分散, 风电厂、 光伏电站和 P2G 厂, 需
要根据已有电力传输网络进行合理的选址, 便于能源的传输, 而燃气电厂也要根据天然气网进
行规划, 才能保证气源。 所以电-气联合系统的传输环节不能单一规划, 需要进行源、 网的协同
规划。

      对于源、 网环节的协调规划, 首先要对源侧、 负荷侧的多能源系统进行等效, 将多能源的
生产等效为气源和电源(传统电源、 可再生能源), 将负荷等效为气负荷和电负荷, 将模型简化
为电-气联合系统。 当在系统中加入 CHP 机组时, 则负荷等效为电、 气、 热负荷。 即系统等价
为源侧生产电、 气, 能源传输网络为电力网络和天然气网络, 负荷为电、 气、 热负荷的多能流
系统。
3 3 1  源、 网协同规划模型、 框架

      对于上述的能源系统, 基本规划模型和式(7)类似, 目标函数为系统经济性最优, 即能源系
统的建设、 运行费用最小, 同时还需要考虑能源传输网络的运行费用, 用户的供能不足造成的
损失和系统碳排放的费用。 主要约束有设备投资建设约束、 系统运行约束、 供能可靠性约束、
碳排放约束。 和能源生产环节规划的主要不同是重点考虑系统的运行约束, 需要考虑电力、 天
然气、 热力系统的混合潮流, 相应的还有构建电力支路功率, 天然气、 供热支路压强约束等能
源传输网络运行约束。

      以电-气联合系统为主的能源互联网的源、 网环节协同规划的流程图如图 2 所示。 该规划模
型可以解耦成一个主问题和若干子问题, 主问题是系统的结构优化, 即对能源生产单元( 可再生
能源电站、 燃气电厂)、 能源转换设备(P2G)、 能源存储设备(储气、 储电) 的选址、 定容进行优
化和对能源传输网络(电网、 气网)的线路扩建优化。

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