本地能源系统短期运行中年度排放约束的强制保障
最优化与控制
2020-07-21 v1
摘要
本文提出了一些新方法，用于确保以零排放为目标设计的邻里能源系统在实际运行中能够以使其在全生命周期内实现净零排放的方式被运行。本文强调了在此类邻里能源系统设计时考虑现实运行策略的必要性，并给出了可用于零排放邻里（ZEN）运行中以确保碳中性的方法。首先给出一个用于设计零排放邻里（ZEN）能源系统的优化模型，并用于生成挪威南部某校园在光伏受限（PVlim）与不受限（Base）两种情况下的两个设计方案。随后引入若干运行方法以比较其运行成本及CO2排放与补偿。这些方法包括作为参考的完美预见（Ref.）、纯经济模型预测控制（E-MPC）、偏离排放目标即施以惩罚的MPC（EmE-MPC），以及具有年度净零排放约束的滚动时域MPC（RH-MPC）。所得的能源系统在Base情形下为光伏、热泵、燃气锅炉和储热，在PVlim情形下为较少的光伏、CHP电厂和储热。在Base情形下，所有运行策略均实现了净零排放，主要得益于光伏的被动补偿；RH-MPC成本最低。在PVlim情形下，光伏的被动效应不足以实现净零排放，必须采用明确考虑排放的运行方法。EmE-MPC实现了最低排放，但成本显著更高。我们得出结论：最佳总体策略为RH-MPC，其在成本和排放-补偿平衡上均接近具有完美预见的参考情形。
引用
@article{arxiv.2007.10105,
title = {Enforcing Annual Emission Constraints in Short-Term Operation of Local Energy Systems},
author = {Dimitri Pinel and Magnus Korpås},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10105},
year = {2020}
}