从能源耦合角度探索冷热电联供型微网如何经济运行?

在大力发展绿色低碳经济和推进全球能源互联网的背景下，由CCHP系统与微电网相结合的CCHP型微网是一个重要的发展方向。作为能源互联网的末端，CCHP型微网主要的面向对象是居民小区、智能楼宇等，其能源的综合利用率可以达到75%以上。网内集成了冷、热、电等多能量输出，同时能够因地制宜，充分消纳当地的风光、地热能等可再生能源，有利于促进多能源之间的协调运行和优势互补，对于降低系统运行成本、减小污染气体的排放等方面具有重要意义。

CCHP系统虽然能够在供电的同时实现制冷、制热，但在微网内部几乎不可能同时将这些能量完全利用，其供能方式存在一定的局限性。目前，多数文献没有考虑CCHP系统能量耦合关系及各类源荷间的有效匹配对微网经济运行问题带来的影响。因此，如何实现CCHP型微网内冷、热、电3种能量之间的协调调度和转换，降低能量耦合作用的不利影响，仍然需要做进一步的研究。

针对上述问题，本文将热泵和储冷(热)装置引入到CCHP型微网中，用以协调冷、热、电源出力的比例，增强系统的灵活调节能力。以一个包含风机、、燃料电池、CCHP系统、地源热泵及储能装置的微网为例分析，提出了含热泵和储能的CCHP型微网经济运行模型。微网的系统结构及能量流动过程如图1所示。

综合考虑网内能源转换特性、分布式机组及储能装置运行特性等，采用混合整数规划法对模型进行求解，得出各机组的最优出力以及系统总的运行费用，并与传统的CCHP型微网优化调度模型进行对比分析。夏季典型日下含热泵和储冷的CCHP型微网电、冷功率调度结果分别如图2、3所示。

仿真实例表明，将热泵和储冷(热)装置引入到CCHP型微网中，能够有效改善CCHP系统中冷、热、电3种能量的耦合关系，增强系统的灵活调节能力，实现微网内各能量间的协调调度和转换。通过系统削峰填谷及节能指标可知，热泵具有较高的能源转换效率，可以有效降低机组燃料消耗，提高能源利用率；储能装置能够有效调节网内负荷的峰谷差。

后续研究方向

在接下来的工作中，将进一步细化模型，如考虑可再生能源、负荷预测误差等因素对经济运行问题带来的影响。此外，为降低设备前期的投资成本，需要对热泵和储能进行最优容量配置。