全清洁能源下的高品质矿区能源系统配置优化方法
梁睿1
李嘉翔1
巩敦卫2
黄宏旭1
梁凯泽1
刘海龙3
李晓4
1.中国矿业大学电气工程学院,江苏徐州 2211162.青岛科技大学信息科学技术学院,山东青岛 2660613.中煤集团新疆能源有限公司,新疆乌鲁木齐 8300004.宁夏红墩子煤业有限公司,宁夏银川 750002
摘要：面向"30·60"双碳目标,矿区能源利用方式的绿色、经济、高效转型成为我国能源革命的迫切需求.西部矿区拥有丰富的可再生能源资源禀赋,但仍面临着可再生能源就地消纳困难,电力设备投资成本高、利用率低以及外送输电通道有限的困难.为提升矿区用能清洁化程度,提升矿区能源供给的稳定性与可靠性,增强矿区对外部电网的支撑能力,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统(High-quality Coal Mine Energy System,HCMES)及其配置优化方法.首先,考虑西部矿山综合能源系统的负荷特点与伴生能源利用,结合可再生能源发电与废弃矿井抽水蓄能,构建全清洁能源下的HCMES架构.其次,考虑到矿区生产全流程负荷的需求响应能力,考虑系统的能量平衡约束,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统优化配置模型.最后,以系统年平均综合成本最小化为目标,将原问题转化为混合整数线性规划模型,求解生成高品质矿区能源系统优化配置方案.以我国西部某年产煤量1200万t的矿区实际数据为实例,验证所提模型与方法的有效性,并分析可再生能源出力与生产负荷需求不确定性对系统优化配置结果的影响.算例仿真设置了 4种矿区能源系统配置方式:不配置储能、配置抽水蓄能、配置电化学储能、配置抽水蓄能(不外购电能).结果表明,所提出的HCMES相较于其他配置方式可减少电气一次设备投资11.11％,相较于方式3可降低年平均综合成本7.91％,且最多可减少矿区生产用能总二氧化碳排放量91.17％.
关键词：全清洁能源伴生能源利用废弃矿井抽水蓄能矿山综合能源配置优化
分类号：TD98(矿产资源的综合利用)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFE0199000)国家自然科学基金(62133015)科技创新专项资金资助项目(BE2022609)
论文发表日期：2024-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1669-1679 )
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