随着城市级多能源系统的快速发展和城市垃圾处理设施供能规模的不断扩大，考虑垃圾处理过程的多种能源供能协调优化，并将其与城市多能源系统协同优化进行综合考虑，是提高城市垃圾处理能力和资源化利用水平及综合能源利用效率的重要途径之一。
沈阳工业大学电气工程学院、丹麦奥尔堡大学能源技术学院的研究人员王泽镝、滕云、闫佳佳、陈哲，在年第21期《电工技术学报》上撰文，将垃圾处理系统等效为一个以垃圾为输入的供能系统，建立城市垃圾能源化利用供能系统、城市多能源系统和城市多源储能系统三者协同优化模型。仿真结果表明，该模型在提高城市垃圾处理能力的同时，能够有效降低多能源系统运行成本，并提升系统调节能力。
在能源互联网的背景下，针对高比例可再生能源并网后城市电、热、气系统间的互补协调及调节能力弱的问题，一方面，多源转换与存储装置所构成的多源储能系统接入，可作为一种灵活性资源为城市多能源系统提供较大的调节能力；另一方面，随着垃圾能源化利用技术的发展，考虑城市垃圾的处理及堆存能力，利用垃圾供能具有成为灵活性资源的潜力。而如何利用垃圾能源化利用特性与城市多能源供给、转换、存储间协同运行，以提高城市能源利用效率和系统运行经济性，是城市多能源系统研究的一个关键问题。
目前国内外针对垃圾再利用供能的研究主要集中在垃圾供能系统设计、生物质垃圾处理供能特性分析及优化运行等方面。但大多是对垃圾能源化利用后自身供能特性与效率的研究，并没有考虑在城市的垃圾堆存及处理能力约束下与多能源系统间的协同。
而目前对于多源储能系统的研究，多是储能系统中多源转换与存储间的优化运行。考虑城市存在的电、热、氢、气等多种能源类型，目前，国内外研究人员在多能源网规划、建模以及多能源系统优化运行与调度等方面开展了较多研究。
上述有关垃圾能源化利用、多源储能及多能源系统优化的研究有些问题需要解决：
（1）对于垃圾处理系统的研究多是考虑垃圾处理系统自身的供能特性与效率，而对于一个城市，垃圾所产生的能量占城市能源供能总量的比例较小，进而考虑其城市垃圾的堆存与处理能力，在一定程度上可当作一种调节资源。但如何与城市能源生产、转换、存储与消费协同运行，以及在完成垃圾处理任务的同时，能够给予多能源系统一定的调节弹性，是本文要解决的关键问题之一。
（2）垃圾能源供给的调节能力取决于城市垃圾的处理量和堆存量，在可再生能源并网比例不断提高后，对于如何协调城市垃圾供能与多种类能源供需间的关系，并提高城市能源利用效率，有待进一步研究。
（3）在考虑电、热、气三网间安全稳定运行的前提下兼容多源储能与垃圾能源化利用供能系统，将使现有城市能源系统构架与形态特征发生根本变化，如何协同多能源系统与这两种调节资源间的优化运行，对整个城市能源系统运行的经济性和调节能力将面对更高挑战。
针对上述问题，沈阳工业大学电气工程学院等单位的科研人员同时考虑城市多能源系统的经济性、废物处理能力，构建了多源储能模型与垃圾能源化供能系统（WasteResourcefulEnergySupplySystem,WRESS）模型，并提出了垃圾能源化供能、多源储能及多能源系统协同运行策略。然后，建立了垃圾能源利用与城市多能源系统协同优化模型。
图1拓扑结构他们以中国某城市实际垃圾处理与多能源运行数据为基础，通过三个场景仿真验证所提模型的有效性，得到以下结论：
1）本研究利用WRESS与多源储能系统作为灵活性资源参与多能源系统进行协同优化，充分利用WRESS与多源储能的调节能力，同时提高垃圾处理能力与城市能源利用率。
2）考虑城市的垃圾处理与能源系统运行的差异性，提出WRESS、多源储能与多能源系统协同运行策略，利用城市垃圾的能源利用特性与多源储能系统和多能源系统进行协同优化，可减少热电机组的煤耗量及外购电量、气量，有效降低了城市能源系统的运行成本。
3）本研究提出的WRESS、多源储能与多能源系统协同优化模型，在满足城市能源供需平衡的基础上，可提高城市内电网、气网的调节灵活性并减少上级电网、气网的压力，在未来能源互联网及城市垃圾资源化的建设中提供一定理论支持。
本文编自年第21期《电工技术学报》，论文标题为“垃圾能源利用与城市多能源系统协同优化模型”，作者为王泽镝、滕云等。