Page 123 - 碳中和技术应用与发展

第四章 碳中和背景下综合能源利用与发展

第四章 碳中和背景下综合能源利用与发展

第一节 可再生能源综合利用

一、可再生能源综合利用的发展现状

环境污染和能源紧缺是人类生存亟待解决的两大难题。风能、太阳能环境友
好、取之不尽、用之不竭，是替代化石能源的理想选择。以风能、太阳能等为代
表的清洁能源能够有效地解决环境污染与能源短缺的问题。风、光这两种能源具

有一定的互补性，将风能和太阳能结合在一起综合利用，可以在一定程度上降低
其单独开发并网对电网造成的冲击。可再生能源综合利用方案主要涉及小水电、
风电、光伏、生物发电等。混合可再生能源系统由多种可再生能源组成，包括微
源、能量管理器、储能装置等。
（一）容量优化配置研究

微源的优化配置是多能互补系统在设计规划阶段的重要课题，对降低系统投
资成本、保证系统供电可靠性、提高资源利用率方面具有重要意义。多能互补系
统能量优化配置的关键是确定目标函数、约束条件、优化变量及相关算法。采用

的算法主要有粒子群优化算法（Particle Swarm Optimisition，PSO) 、细菌觅食算
法（ Bacterial Foraging Algorithm，BFA) 、遗传算法（ Genetic Algorithm，GA) 、
微分进化算法 ( Differential Evolution Algorithm，DEA）等。江全元等以系统投资
最低（设备费用、运行维护费用、设备重置费用）为目标，以光伏电池数量、风
机安装台数、风机塔架高度等为优化变量，以供电可靠性（失电率）、风机塔架

高度的上限和下限、能量过剩倍率为约束条件，针对风－光－储独立供电系统的
电源进行了优化配置。Yang Hongxing 等基于遗传算法，考虑供电可靠性及单位
发电成本最低 2 个因素，对光伏组件的数量、倾斜角，风机的装机容量、安装高

度等方面进行了优化配置。Ｒ achid Belfkira 等以系统成本最低，针对风－光－
柴复合系统的容量配置进行了优化研究。石庆均针对风－光－储微网系统，建立
了系统的容量优化配置模型，提出了基于多时间尺度的能量协调控制策略，并将

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