计及源荷不确定性和多类储能响应的园区IES多目标优化调度模型

考虑综合能源系统形态与运行特点的变化,提出一种计及源荷不确定性和多类储能需求响应的综合能源系统多目标调度模型.首先,建立综合能源系统分布式风电和电热气负荷不确定模型以及确定电、气、热多类储能激励和价格需求响应模型;其次,以电、气能源购买、弃风和环境污染成本等多目标函数优化,在源荷侧不确定性和多类储能需求响应下,考虑多类能源功率平衡、冷热电系统之间转化耦合等约束条件,建立综合能源系统源荷储多目标优化调度模型,并采用多目标粒子群优化算法(PSO)对所构建模型优化求解;最后,采用园区能源系统算例对文中模型进行仿真,结果表明其正确有效,该模型可为园区综合能源源荷储需求互济服务提供新的策略.     

考虑综合需求侧响应的多储能区域综合能源系统运行优化

为了对区域综合能源系统进行优化的发展,依次将蓄电池、蓄热电锅炉和电转气(power to gas,P2G)设备加入能源系统中,分析加入不同设备后对系统运行的不同影响,之后考虑电、热、气3种需求响应,以系统运行成本最小为目标函数,建立包含各种储能设备的区域综合能源系统经济运行模型.设置7种场景进行对比分析,结果表明:在含多种储能设备的区域综合能源系统中,考虑电、热、气需求侧响应,不仅使负荷达到削峰填谷的目的,而且降低了弃风、弃光现象;考虑电、热、气多负荷综合需求响应比考虑单一需求响应可有效提高能源利用率,实现系统环保运行,具有良好应用前景.     

考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置

综合能源系统中储能优化配置和需求侧响应的应用,可解耦热电联产机组（CHP）运行的“以热定电”约束,提高能源利用效率。因此,考虑源荷双侧发电、供热、用电、用热性能,在源侧加电、热储能实现热电联产机组的热电解耦,荷侧充分利用电、热综合需求（IDR）资源可调度资源,建立考虑综合需求响应的区域综合能源系统电、热储能容量优化配置模型。该模型考虑储电储热约束、功率平衡约束等,以区域综合能源系统年总费用最小为目标,解决电、热储能的经济配置最优问题。算例结果表明,电、热储能与负荷侧协调运行可降低运行成本,考虑综合需求响应可减少储能配置容量。源侧储能配置和负荷侧的综合需求响应促进风电消纳,提高综合能源系统运行的经济性、精准性和灵活性。     

含P2G和复合储能的高速公路服务区综合能源系统日前优化调度

为了提高高速公路服务区综合能源系统可再生能源消纳能力、降低经济成本,本文面向高速公路服务区中电、气、冷、热等多态能源,基于能源枢纽矩阵建模方法,建立能源供给侧、能量转换侧和负荷需求侧各模块的能量转换与供需耦合特性模型;在充分消纳可再生能源的情况下,以系统运行总成本最小为目标函数,建立系统优化调度模型;针对同一负荷不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能最大程度使用风光发电,降低系统总运行成本;供给侧引入电气耦合与负荷侧引入复合储能的调度结果表明,所提模型能达到系统运行费用最优,同时可实现系统周期内运行费用的“削峰填谷”。     

计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行

为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本.以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型.首先,建立包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动.其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度.最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及"削峰填谷"等方面的优势.     

计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行

为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本.以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型.首先,建立包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动.其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度.最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及"削峰填谷"等方面的优势.     

基于Fbprophet负荷预测与用户满意度约束的综合能源供能优先调度研究

在综合能源系统中,如何协调好能源供应与用户波动需求之间的关系,是亟待解决的问题。针对居民用户冷、热、电负荷需求不确定性特点,提出了一种基于Fbprophet算法的多元负荷预测与考虑用户满意度约束的综合能源负荷供能优先调度模型。首先采用Fbprophet算法对冷、热、电多元负荷进行预测,并与典型负荷预测方法 ARIMA、LSTM进行对比分析;然后通过构建用户满意度二次效用函数,将用户满意程度融入能源服务商的评价指标;最后设计了综合能源系统优化调度模型和计及用户满意度的供能优先级模型,并基于自适应粒子群算法进行模型优化求解,分析了优化算法的稳定性,实现供能优先调度。通过实际综合能源系统算例仿真,验证了预测算法与调度模型的有效性,为综合能源提供一种兼顾经济效益和用户满意度的决策方案。     

基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

基于需求响应的区域微电网优化调度

优化调度对于提高微电网中分布式电源的消纳和系统的经济运行水平具有重要意义,基于负荷的分类和差异化负荷的需求侧响应能力,提出一种计及负荷需求侧响应的微电网优化调度分析方法。首先,分析微电网中各种分布式电源和典型负荷的数学模型;然后,构建以用户售电收益、余电上网收益并计及运行维护成本、燃料成本和环境污染成本的综合净效益最大化作为目标函数,以功率平衡约束、储能电池充放电约束等为约束条件的微电网优化调度模型,并采用遗传算法进行求解。算例分析表明:在微电网调度中考虑需求侧响应可以减少用户用电成本,提高微电网整体效益,有效配合配电网达到削峰填谷的目的,减轻负荷高峰时段的供电压力。     

考虑需求响应和风电不确定性的能源系统调度

将价格型需求响应的影响因素分为电、气分时自弹性和电-气交叉价格弹性,两者分别考虑价格调控下能源需求在时间、类型上的转移. 依据模糊数的物理意义对风电历史数据进行拟合;考虑不同场景的发生概率对不确定性的影响,提出基于多场景的模糊优化模型. 依据模糊规划理论,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立考虑风电消纳的电-气综合能源系统源荷互动日前模糊优化调度模型. 采用模糊期望约束、模糊机会约束的等效处理方法和天然气气潮流线性化方法将非线性约束转化为线性约束并求解该模型. 算例表明,通过考虑价格型需求响应和风电不确定性,可以更加准确地模拟在不确定的市场环境下,用户在不同能源间的选择行为,同时降低用能的峰谷差,提高风电的消纳能力.     

基于空气集热器的太阳能热泵供热供冷装置分析

针对传统供热供冷模式的不足,给出了一种基于空气集热器的太阳能热泵供热供冷装置,并对其结构、性能等进行了分析和研究．结果表明,该装置在夏季供冷季可比传统空调节电约20％,降低能源费用约50％;在冬季供热季其耗能量约为常规燃煤集中供热的23％,费用约为常规燃煤集中供热的67％．     

北九州市新规划热供给区域的热电联供系统导入效果的评价

探讨了北九州市新规划供热怄域的热电联供系统导入效果．应用《热电并给系统导入效果的评价方法》中提到的研究方法,计算了北九州市新规划热供给区域的能源需要量．同时,计算了空调系统、锅炉系统、电主热从及热主电从的热电并给系统等4种能源供给系统的能源消费量、二氧化碳排放量、初期投资、运行费用和单纯回收年数．计算结果为：与单体空调系统相比,锅炉系统、电主热从及热主电从的热电并给系统的节能分别为-2．68％,12．40％,14．68％;二氧化碳排放量的削减率分别为-1．67％,16．15％,16．64％;单纯回收年数分别为199．17年,7．81年,13．04年．与锅炉系统相比,电主热从及热主电从的热电并给系统的节能分别为14．69％,16．84％,约是最大节能（30．15％）的一半．     

区域分布式能源改变中国电力低碳发展格局

在碳减排的历史趋势下,2010年-2020年期间中国电力低碳发展的战略途径并非只有可再生能源一条.在非常规天然气和智能电网快速发展的前提下,充分发挥中国城市工业、商住、居民终端用能需求的冷、热、电、汽负荷可以集成供应,并与电网调峰相结合的国情特点,在系统技术和运作机制2方面集成创新,到2015年/2020年有可能与快速发展工业园区和新城区同步,建设一大批天然气分布式冷热电联供能源系统（DES/CCHP）,总装机容量达到110/220 GW,发电量达到0.5/1万亿kW h/a;2020年占总发电量14%,达到美国2010年的水平.这样,不仅能够基本解决电网昼夜调峰问题,节省数千亿元电力、电网和煤炭开发建设投资,减少对煤炭的过度依赖和碳减排压力,而且可对中国工业和商住能效提高到世界平均水平作出决定性的贡献.     

包含多投资主体的综合能源系统容量配置

包含风电、光伏等新能源的综合能源系统以实现电、热、冷等多能互补供能而备受关注.当多个投资者作为独立主体参与综合能源系统运营时，如何对各设备进行合理的容量配置，以更好地消纳新能源和实现各投资主体的利益最大化，是值得关注的问题.本文基于博弈论的纳什均衡原理，针对由风电设备、光伏设备以及冷热电联供设备3个投资者组成的综合能源系统，构建容量配置博弈模型，并采用粒子群算法（PSO）进行求解.在非博弈、非合作博弈以及合作博弈3种不同场景下的对比分析结果表明，在合作博弈场景下，各方投资者收益相对最大、容量配置相对最小，系统具有最大的整体收益，各参与者有明显的合作可能性.研究结果为多方参与供能市场提供了解决思路.     

计及能源网络特性的综合能源系统最优协调规划

对综合能源系统进行协调规划,可以提升整个系统运行的安全性与经济性,实现多种能流互补共济,并改善总的能源利用效率。在此背景下,对含天然气与热力管网的IES的规划问题进行研究。首先,在计及气网管存效应、热网延时效应与热网热量损失的情况下,构建含多个能源中心(energy hub,EH)的IES模型;然后,提出以规划期内投资和运行总成本最小为目标的IES协调优化规划的混合整数非线性优化模型,以确定EH设备和能源网络的优化配置方案;接着,采用增量法将所构建的最优协调规划模型转化为混合整数线性优化问题,并采用商业求解器Yalmip/Gurobi求解;最后,以包含6个EH的IES为例对所提协调规划方法进行验证。算例结果表明,在IES规划中考虑天然气与热力管网特性是必要的,所提方法是可行的。     

基于量子算法的电热系统双层优化模型

为了减少弃风弃光等问题并提高能源利用率,提出了一种基于实数量子算法的电热联合系统双层优化模型.利用电力市场中动态电价方式,根据风电日前预测值和电/热负荷预测值,通过电价补偿引导热电联产系统和热泵的行为.采用KKT条件将双层模型转化成单层问题后,提出了一种基于实数量子算法的求解方式,并以6节点电力系统和8节点热力联合系统进行仿真分析.仿真结果表明,所提出方法能有效减少弃风,同时提高电力系统的收益.     

基于最小偏差法的全球能源优化配置方法

全球能源互联网旨在构建以清洁能源为主、电力为中心,全球范围优化配置资源的世界能源发展新格局,是实现未来社会经济可持续发展的强力支撑。对全球能源互联背景下的能源配置问题进行研究,以最小化能源成本和传输损耗为目标函数,以运输系统容量、能源供给量和能源需求量为约束条件,构建多目标优化模型。为减少主观性对多目标优化的影响,运用最小偏差法转化为单目标优化模型,并采用GAMS软件求解。算例分析表明,电能替代化石能源能有效降低用能总成本。对比分析洲际电网互联下的优化配置方案,并分析了其关于环境效益的灵敏度。     

用于生态工业园的冷热电联产系统

基于能的梯级利用原理,提出了一种用于生态工业园的冷热电联产系统。园区产生的生活垃圾通过厌氧消化产生沼气来发电,柴油机排放的烟气用于吸收式制冷和生活用热水,缸套水废热用于除湿。研究表明,新系统具有更优良的热力性能,化石能源的相对节能率达到34%,比原系统高14个百分点。沼气发电节省了1.5%的重油,低品位废热除湿提供了42%的冷负荷,节省了原系统中空调的电耗。能的梯级利用原理在液体除湿中的应用以及化石能源与可再生能源综合互补能够使生态工业园获得优良的节能效果。     

含多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统经济优化调度模型研究

基于能源互联网理念的提出和可再生能源的快速发展,计及储能装置的运行特性,考虑冷电联供的经济性,兼顾系统的环保性和节能性,以综合成本为目标,搭建了含风电、光电等多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统优化调度模型。基于对冷负荷需求和风电、光电出力的日前预测,采用自适应布谷鸟算法求解模型,得到不同运行方案下各机组的最佳调度方案。通过算例仿真发现,含有多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统可以充分发挥可再生能源发电特有的经济、环保优势,减少了一次能源的消耗。仿真结果验证了模型的有效性。