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摘要：
以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型新能源基地正在加快開發(fā)建設(shè)，為提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，促進新能源高水平消納，該文提出一種考慮熔鹽儲熱耦合火電機組改造的沙戈荒新能源基地混合儲能優(yōu)化配置方法。首先，針對含電化學(xué)儲能和熔鹽儲熱的沙戈荒新能源基地，分析了熔鹽儲熱耦合火電機組改造的基本原理及內(nèi)部能量流動關(guān)系，并構(gòu)建了適合系統(tǒng)運行分析的數(shù)學(xué)模型。其次，計及碳排放交易對儲能優(yōu)化配置的影響，建立沙戈荒新能源基地電熱混合儲能雙層優(yōu)化配置模型，上層模型形成全生命周期成本最小的混合儲能配置方案，下層模型綜合考慮燃料成本、碳排放成本等因素形成基地運行策略。最后，以內(nèi)蒙古庫布齊沙漠鄂爾多斯某大型新能源基地為例驗證所提方法的有效性，為后續(xù)沙戈荒新能源大基地的開發(fā)建設(shè)運行提供有益借鑒。
圖文導(dǎo)讀：
為了分析沙戈荒新能源基地混合儲能配置方案的技術(shù)經(jīng)濟性，本文基于三種場景進行對比分析：場景1（基礎(chǔ)場景）沙戈荒新能源基地僅配套電化學(xué)儲能；場景2（理想場景）沙戈荒新能源基地配套電化學(xué)儲能和熔鹽儲熱兩種儲能，熔鹽儲熱和火電機組為理想情況下的簡單組合，忽略火電機組耦合關(guān)系的理想化模型；場景3（耦合場景）沙戈荒新能源基地配套電化學(xué)儲能和熔鹽儲熱兩種儲能，且考慮火電機組熔鹽儲熱改造的深度耦合情況，即本文所提模型。各場景下沙戈荒新能源基地混合儲能優(yōu)化配置結(jié)果如表1所示。
結(jié)論
針對含電熱混合儲能的沙戈荒新能源基地，本文提出一種考慮熔鹽儲熱耦合火電機組改造的電化學(xué)儲能和熔鹽儲熱優(yōu)化配置方法，在滿足經(jīng)濟性和新能源合理消納的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)沙戈荒新能源基地混合儲能合理配置，以內(nèi)蒙古庫布齊沙漠鄂爾多斯某大型新能源基地為例，通過計算分析得到以下結(jié)論：
1）沙戈荒新能源基地規(guī)模達到千萬千瓦級，通過合理優(yōu)化電化學(xué)儲能和熔鹽儲熱容量，實現(xiàn)不同類型能源的多能互補，提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，新能源利用率和輸電通道的可再生能源占比可分別達到97.13%、63.51%。盡管混合儲能投資成本增加，但是基地運行成本有所降低，配置混合儲能相較于僅配置電化學(xué)儲能的基地全年總成本可減少0.89 億元。
2）本文所提方法可提高沙戈荒新能源基地火電機組深度調(diào)峰能力，基于熔鹽儲熱和火電機組深度耦合的內(nèi)部能量流動關(guān)系，建立適合沙戈荒新能源基地運行分析的熔鹽儲熱耦合火電機組改造數(shù)學(xué)模型，與理想模型相比，深度耦合模型精度更高，沙戈荒新能源基地相關(guān)計算結(jié)果更符合實際情況。
3）本文將碳排放權(quán)交易機制引入到沙戈荒新能源基地儲能優(yōu)化配置問題中，計及火電機組碳排放交易可在沙戈荒新能源基地實際運行中有效控制機組的碳排放量，促進投資建設(shè)主體提升碳資產(chǎn)管理能力。未來，隨著碳交易價格不斷增加，沙戈荒新能源基地總成本將呈現(xiàn)升高趨勢。當(dāng)前，我國30萬、60萬、100萬千瓦級燃煤機組都可耦合熔鹽儲熱進行靈活性改造，本文所提方法可適用于百萬千萬級、千萬千瓦級風(fēng)光火儲新能源基地，具有一定的實用性和可擴展性。在后續(xù)的研究中，將聚焦極端天氣條件下沙戈荒新能源基地儲能配置問題，提升基地的綜合效益。
