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摘要：
以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)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(jìn)新能源高水平消納，該文提出一種考慮熔鹽儲(chǔ)熱耦合火電機(jī)組改造的沙戈荒新能源基地混合儲(chǔ)能優(yōu)化配置方法。首先，針對(duì)含電化學(xué)儲(chǔ)能和熔鹽儲(chǔ)熱的沙戈荒新能源基地，分析了熔鹽儲(chǔ)熱耦合火電機(jī)組改造的基本原理及內(nèi)部能量流動(dòng)關(guān)系，并構(gòu)建了適合系統(tǒng)運(yùn)行分析的數(shù)學(xué)模型。其次，計(jì)及碳排放交易對(duì)儲(chǔ)能優(yōu)化配置的影響，建立沙戈荒新能源基地電熱混合儲(chǔ)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(chǔ)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(yùn)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(yàn)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(yùn)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(chǔ)能配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，本文基于三種場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)比分析：場(chǎng)景1（基礎(chǔ)場(chǎng)景）沙戈荒新能源基地僅配套電化學(xué)儲(chǔ)能；場(chǎng)景2（理想場(chǎng)景）沙戈荒新能源基地配套電化學(xué)儲(chǔ)能和熔鹽儲(chǔ)熱兩種儲(chǔ)能，熔鹽儲(chǔ)熱和火電機(jī)組為理想情況下的簡(jiǎn)單組合，忽略火電機(jī)組耦合關(guān)系的理想化模型；場(chǎng)景3（耦合場(chǎng)景）沙戈荒新能源基地配套電化學(xué)儲(chǔ)能和熔鹽儲(chǔ)熱兩種儲(chǔ)能，且考慮火電機(jī)組熔鹽儲(chǔ)熱改造的深度耦合情況，即本文所提模型。各場(chǎng)景下沙戈荒新能源基地混合儲(chǔ)能優(yōu)化配置結(jié)果如表1所示。
結(jié)論
針對(duì)含電熱混合儲(chǔ)能的沙戈荒新能源基地，本文提出一種考慮熔鹽儲(chǔ)熱耦合火電機(jī)組改造的電化學(xué)儲(chǔ)能和熔鹽儲(chǔ)熱優(yōu)化配置方法，在滿足經(jīng)濟(jì)性和新能源合理消納的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)沙戈荒新能源基地混合儲(chǔ)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(jì)算分析得到以下結(jié)論：
1）沙戈荒新能源基地規(guī)模達(dá)到千萬千瓦級(jí)，通過合理優(yōu)化電化學(xué)儲(chǔ)能和熔鹽儲(chǔ)熱容量，實(shí)現(xiàn)不同類型能源的多能互補(bǔ)，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(dá)到97.13%、63.51%。盡管混合儲(chǔ)能投資成本增加，但是基地運(yùn)行成本有所降低，配置混合儲(chǔ)能相較于僅配置電化學(xué)儲(chǔ)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(jī)組深度調(diào)峰能力，基于熔鹽儲(chǔ)熱和火電機(jī)組深度耦合的內(nèi)部能量流動(dòng)關(guān)系，建立適合沙戈荒新能源基地運(yùn)行分析的熔鹽儲(chǔ)熱耦合火電機(jī)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(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際情況。
3）本文將碳排放權(quán)交易機(jī)制引入到沙戈荒新能源基地儲(chǔ)能優(yōu)化配置問題中，計(jì)及火電機(jī)組碳排放交易可在沙戈荒新能源基地實(shí)際運(yùn)行中有效控制機(jī)組的碳排放量，促進(jìn)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(jià)格不斷增加，沙戈荒新能源基地總成本將呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。當(dāng)前，我國30萬、60萬、100萬千瓦級(jí)燃煤機(jī)組都可耦合熔鹽儲(chǔ)熱進(jìn)行靈活性改造，本文所提方法可適用于百萬千萬級(jí)、千萬千瓦級(jí)風(fēng)光火儲(chǔ)新能源基地，具有一定的實(shí)用性和可擴(kuò)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(chǔ)能配置問題，提升基地的綜合效益。
