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

　　新能源汽車產業(yè)的快速發(fā)展是實現(xiàn)“碳達峰，碳中和”行動的重要組成部分。隨著新能源汽車逐步規(guī)?；l(fā)展，我國電能、氫氣、天然氣驅動汽車保有量預計在2035年突破1.5億輛。面對不斷增長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、傳輸、轉換、存儲、消費各環(huán)節(jié)深度耦合，并具有一定垃圾處理能力的充能型微網是解決新能源汽車充能這一涵蓋環(huán)境、交通、能源等多領域協(xié)同問題的有效途徑之一。

　　單個充能型多能源微網受所處地理位置、氣象條件影響，同時又存在接入設備容量、風光出力波動性大等方面的制約，難以滿足較大規(guī)模新能源汽車的集中充能質量和可靠性。因此，充分利用多個多能源微網之間存在的新能源汽車流量錯峰、分布式電源互補等特性，實現(xiàn)微網群之間的互聯(lián)協(xié)調運行，是提高新能源汽車充能以及多能源微網運行可靠性的有效手段。因此，分析研究充能型多能源微網互聯(lián)系統(tǒng)對實現(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，沈陽工業(yè)大學電氣工程學院、奧爾堡大學能源技術學院的閆佳佳、滕云、邱實、陳哲，在2022年第23期《電工技術學報》上撰文，提出了一種計及供能可靠性動態(tài)約束與碳減排的充能型微網互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化模型。

　　他們首先研究各微電網的運行特性以及微電網間的能量交互特性，建立低碳充能型多能源微網互聯(lián)系統(tǒng)(Multi-energy Charging Microgrids Interconnection System with Low Carbon Emissions, MCMIS-LCEs)模型，并在此基礎上建立多能源供能與碳減排協(xié)調模型;其次，考慮能源轉換、存儲與充能設備故障對MCMIS-LCEs供能可靠性的動態(tài)影響，針對設備故障特點建立多狀態(tài)可靠性動態(tài)量化評估模型;然后，在互聯(lián)系統(tǒng)供能可靠性約束、運行約束等條件下，建立考慮碳減排、充能時間與供能成本協(xié)同的MCMIS-LCEs多目標優(yōu)化模型。

圖1 MCMIS-LCEs拓撲結構圖

　　研究人員將傳統(tǒng)獨立運行的充能型多能源微網與MCMIS-LCEs進行算例對比，驗證其有效性和經濟性。結果表明，與傳統(tǒng)方法相比，MCMIS-LCEs考慮各微網間的互補特性，通過電能、氫氣、天然氣聯(lián)絡線進行交互，能夠提高新能源汽車和多種負荷的用能可靠性。而且，MCMIS-LCEs中多能源微網間高效協(xié)調運行，可降低新能源汽車的充能時間、提升垃圾資源化利用率、系統(tǒng)的運行靈活性，并且能夠為配電網提供更多的電能調節(jié)能力和碳減排調節(jié)能力。

　　研究人員最后表示，充能型多能源微網群互聯(lián)協(xié)調優(yōu)化后能夠降低各微網的運行成本，有效提高整體互聯(lián)系統(tǒng)的收益，在未來充能站的建設發(fā)展中具有較好的應用前景。

　　本文編自2022年第23期《電工技術學報》，論文標題為“計及供能可靠性動態(tài)約束與碳減排的充能型微電網互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化模型”。本課題得到國家重點研發(fā)計劃資助項目的支持。