Page 33 - 电力与能源2024年第四期

王丹阳，等：考虑数据中心用能时间可调特性的综合能源系统能源站规划 427

2.2.2 系统功率平衡约束 轮机、燃气锅炉、电制冷机、吸收式制冷机和热泵
（1）电母线平衡方程 的能源转换效率； R he——热电比； P e，pur，t——t 时段
P e，PV，t + P e，TF，t + P e，GT，t = P e，EC，t + P e，HP，t + 的购电量； P e，TF，t，P e，GT，t，P e，EC，t，P e，HP，t——t 时段变
（7）
L e，t + P e，dc，t + P e，ch，t - P e，dis，t 压器、燃气轮机、电制冷机、热泵的电功率； P g，GT，t，
式中 P e，PV，t——t 时段光伏发电功率； P e，TF，t——t
P g，GB，t——t 时段燃气轮机和燃气锅炉的耗气量；
时段上级电网经变压器降压后输入能源站的电
P h，GB，t， P h，AC，t， P h，HP，t， P h，GT，t——t 时段燃气锅炉、吸
功 率 ； P e，GT，t——t 时 段 燃 气 轮 机 的 发 电 功 率 ；
收式制冷机、热泵和燃气轮机的热功率。
P e，EC，t——t 时段电制冷机的耗电功率； L e，t——t 时
2.2.4 储能设备运行约束
段能源站的电负荷； P e，HP，t——t 时段数据中心热
储能设备运行约束：
泵耗的电功率； P e，dc，t——t 时段数据中心的电负
min max
E α ≤ E α，t ≤ E α
荷； P e，ch，t， P e，dis，t——t时段电储能的充、放电功率。
) ( P α，dis，t ) Δt
（2）热母线平衡方程 E α，t + Δt =(1 - τ α E α，t + η α，ch P α，ch，t η α，dis （12）
P h，HP，t + P h，GT，t + P h，GB，t = L h，t + P h，AC，t + ) max
P h，ch，t - P h，dis，t （8） 0 ≤ P α，ch，t ≤( 1 - γ α，t n α P α，ch
max
式中 P h，HP，t——t 时段数据中心废热经热泵回收 0 ≤ P α，dis，t ≤ γ α，t n α P α，dis
式中 α——能源类型； E α，t——t 时段储能设备 r
后供给能源站重新利用的热量； P h，GT，t——t 时段
能 量 ； τ α—— 储 能 设 备 的 自 放 电/热 率 ； P α，ch，t，
燃气轮的机产热功率； P h，GB，t——t 时段燃气锅炉
η
η
P α，dis，t——储能设备的充能、放能功率； α，ch， α，dis——
的 产 热 功 率 ； L h，t——t 时 段 能 源 站 的 热 负 荷 ；
P h，AC，t——t 时段吸收式制冷机的吸热功率；P h，ch，t， 储能设备的充能、放能效率； γ α，t——充放能状态
max
P h，dis，t——t时段蓄热罐的吸、放热功率。 的二进制变量； n α——储能设备单元数量； P α，ch，
max
（3）气母线平衡方程 P α，dis—— 储 能 设 备 单 元 充、放 能 量 功 率 的 上 限 ；
min
max
F g，pur，t = F g，GB，t + F g，GT，t + F g，t （9） E α ，E α ——储能设备单元能量的上、下限。
式中 F g，pur，t——t 时段上级天然气网络向能源站 2.2.5 能源站购能约束
输入的天然气量； F g，GB，t——t 时段燃气锅炉的耗 储能设备运行约束：
max
气量； F g，GT，t——t时段燃气轮机的耗气量；F g，t—— 0 ≤ P e，pur，t ≤ P e，pur
（13）
max
t时段的气负荷。 0 ≤ F g，pur，t ≤ F g，pur
max
式中 P e，pur， F g，pur——能源站购电量上限和购气
max
（4）冷母线平衡方程
量的上限。
P c，EC，t + P c，AC，t = L c，t + P c，dc，t （10）
式中 P c，EC，t， P c，AC，t——t 时段电制冷机和吸收式 2.2.6 数据负载最大响应时间约束
制冷机的产冷功率； L c，t——t 时段能源站的冷负 交互型和批处理型数据负载的最大响应时间
荷； P c，dc，t——t 时段能源站向数据中心输入的冷 约束分别如式（14）和式（4）所示：
功率。 μ t - λ t ≥ 1 （14）
itr
itr
2.2.3 能源转换设备运行约束 D itr - d itr
式中 D itr—— 交 互 型 数 据 负 载 最 大 响 应 时 间 ；
ï ï
ì P e，TF，t = P e，pur，t η TF
d itr——数据负载传输延迟时间。
ï ï P e，GT，t = P g，GT，t η GT
ï ï
ï ï P h，GB，t = P g，GB，t η GB 3 算例分析
ï ï
í P c，EC，t = P e，EC，t η EC （11）
ï ï
ï ï P c，AC，t = P h，AC，t η AC 3.1 算例设置
ï ï 为验证本文所提出的能源站规划模型的有效
ï ï P h，HP，t = P e，HP，t η HP
î 性，以天津市某实际案例为例进行分析。该区域
ï ï P h，GT，t = P e，GT，t R he
式中 η TF， η GT， η GB， η EC， η AC， η HP——变压器、燃气 拟建综合能源系统能源站，以满足区域内多能负