计及网络安全约束和多能协同交互的多园区综合能源系统分散协调调度

多园区接入区域配电网与配气网构成多园区综合能源系统(MCIES),可有效提高其经济效益。针对配电网、配气网和不同园区等多利益主体,提出一种计及网络安全约束和多能协同交互的MCIES分散协调调度双层模型。区域调度层为多主体调度层,配电网和配气网在满足网络安全约束的前提下向园区运营商供能,三者分别以各自利益最大化为目标,协调配网-园区联络线功率;局域调度层为园区利益分配层,各园区互联以实现彼此间电能和天然气支撑,并基于区域层决策得到的配网-园区交互能量,分别以各自经济最优为目标参与利益分配,优化内部设备出力计划,协调园区间多能交互功率。采用双层目标级联分析法解耦协调变量,分别将各层优化调度主问题构建为上下两级优化调度子问题,进而对调度子问题独立建模、协调求解。天津某地MCIES算例分析表明,所提方法兼顾了网络运行安全性和不同主体利益诉求,并通过发挥园区间多能协同交互优势,实现了MCIES的安全经济优化运行。     

基于目标级联分析法的多微网主动配电系统自治优化经济调度

主动配电系统是未来配电网发展的趋势。随着电力体制改革不断深化,更多具有随机性的分布式电源以微网群形式并入配网;与此同时,各种售电主体在电力市场环境下的利益博弈,给传统的经济调度带来巨大挑战。为此,针对含多微网主动配电系统的分散自治特点,提出一种基于目标级联分析理论的优化调度模型和求解方法,基本思路为:依据利益主体的不同,以生产效益最优为目标,采用机会约束描述分布式电源出力、负荷预测误差等多种不确定性因素。在对配网与微网调度的精细化建模基础上,引入目标级联分析方法,将微网与配网作为不同利益主体,通过联络线功率等效为虚拟发电机与虚拟负荷实现配网与微网运行的解耦,并实现微网自治模型与配网优化模型的并行求解。基于改进的IEEE33节点系统和某实际配电网的算例表明,目标级联分析法应用于含多微网主动配电系统的动态经济调度是有效的,且计算效率和收敛性都能得到满足。     

含能源互联微网的主动配电网分层分布式协调控制

目前,天然气网络、热力网络和电力网络在主动配电网中的耦合联系加深,共同为用户提供冷、热、电、气等多种不同形式的能源,但相关的协调控制技术仍不成熟。以电网为核心,和热网、天然气网进行互动优化,首先提出了含电力网络、天然气网络和热力网络的综合建模方法,对各能源子系统多能流的约束条件及运行目标进行了综合优化,实现了多能源协调互补和深度融合。然后,设计了多微网和主动配网之间在稳定运行时的分层分布式协调控制策略,将系统分为主动配电网层、能源互联微网层和元件层的三级控制结构,在元件层提出采用改进后的二级功率优化控制来进行分布式设备之间的协调控制。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建主动配网的仿真平台,含3个能源互联微电网来证明智能调控方法的合理性。     

变工况特性下的多能流系统多目标模糊协同优化

针对在不同运行模式下多能流系统中各设备通常具有非线性工作特征使其运行特性与设计点发生偏移的问题,文中建立了变工况特性下的多能流系统多目标模糊协同优化模型。首先,在考虑了新能源与电/热储能的基础上建立了变工况特性下设备的高阶非线性模型。然后,根据不同工程应用模式需求提出了以经济型、环保型、节能型为优化目标的多能流系统协同优化模型,并基于模糊理论建立多目标模糊协同优化模型。其次,考虑设备载荷率、启动次数、工作时段、变工况运行等物理约束。最后,以一个多能流系统算例对所建模型进行了应用和验证,提出的变工况特性下的多能流系统多目标模糊协同优化是多能流系统优化调度、协同运行、运行设计和工程计算分析的基础。     

基于交直流混联的多能微网高效运行关键技术及应用

正项目简介项目聚焦多能微网高效运行中多育自动态特性差异大、交直流混联、源荷高度不确定和多主体利益冲突等问题,突破了多能耦合建模与精准分析技术、系统稳定与协同控制技术、考虑不确定性的髙效优化调度技术、多主体合作博弈下的利益协调技术等关键技术,解决了多能微网多场景高效经济运行与推广应用面临的难题,整体技术达到国际领先水平。项目为提高我国能源综合利用效率和可再生能源消纳提供了系统的解决方案,引领了我国多能微网发展,对促进能源资源整合、推动绿色低碳产业发展具有重要意义。     

考虑多利益主体参与的主动配电网双层联合优化调度

随着电力市场改革,配电网中大量的分布式电源由用户或新能源供应商建设,改变了分布式电源所有权归电网所有的供电模式。在电网运行中,分布式电源拥有者以自身收益最大为目标,发用电不受电网统一调度,形成了独立的利益主体。因此,以电网收益最大为目标的传统调度方式将不再适应于含多利益主体的电网运行新环境。该文以独立利益主体与配电网的联合运行效益最优为目标,提出了虚拟微网的概念,通过构建主动配电网联合优化调度平台,建立了独立利益主体与配电网的双层优化模型;下层进行各利益主体的独立优化,上层协调优化各利益主体与配电网的功率冲突;提出了细胞膜–粒子群优化算法(cell membrane-improved particle swarm optimization,C-PSO)新型并行混合算法,基于改进的IEEE 14节点配电网,展示了算法的有效性与模型的可行性。     

基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制（包括智能合约、共识机制以及跨链技术）进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。     

计及电转气的多能互补园区供能分区博弈优化调度

多能互补园区能实现能源的梯级利用,可有效地进行多种能源的协调调度,进而提高用能效率和用能可靠性,因此被广泛应用.基于电转气技术和供能分区多主体特性,提出了一种计及电转气的多能互补园区供能分区优化调度方法.综合考虑多能互补园区供能分区的供能经济性、环保经济性以及风电、光伏出力特性,建立基于非合作博弈的双层优化调度模型,上层以日运行成本最低为目标函数,下层以风电、光伏出力特性最优为目标函数,利用非合作博弈理论研究园区内部各分区之间的多主体特性优化调度.算例分析结果验证了模型的有效性,实现了对多能互补园区供能分区的优化调度.     

计及电力需求响应的多能源协同系统优化运行研究

多能源协同系统中冷、热、电等多种能源耦合互补,通过多能协调共济,能够显著提升其运行效率与经济效益。电力需求响应作为一种多能供需平衡手段,可进一步提升系统灵活性和经济性,已在多个省份实施。为明确电力需求响应对多能协同系统最优运行方式的影响,文中提出一种基于市场弹性价格型需求响应的多能源协同系统优化运行模型。首先分析多能源协同系统的主体构成,基于能源集线器模型,研究多能耦合特性,构建基于市场弹性的价格型需求响应模型;然后,基于此,建立以多能源协同系统日运行成本最低为目标的优化运行模型;最后结合实际案例计算分析,验证了价格型需求响应措施的采用能够显著提升多能源协同系统的经济性。     

基于深度确定性策略梯度的电-气综合能源微网优化调度研究

多能互补协同运行是综合能源系统实现运行经济效益最优的重要技术之一.针对引入间歇性可再生能源的电-气综合能源微网运行优化问题,提出了基于深度确定性策略梯度的综合能源微网运行优化方法.该方法首先通过能源枢纽的理论对电-气综合能源微网进行数学建模,并对各种能源设备进行必要约束;然后,将综合能源微网优化调度问题转换为马尔可夫决...     

综合能源背景下的配电网多场景规划

随着能源利用设备的发展,综合能源系统成为能源供应的一个重要发展方向。与单一形式的能源供应相比,综合能源供应系统可以为用户提供更加经济、高效、多样化的能源供应。其中,包含冷热电联产机组(CCHP)、电制冷等设备的配电网是综合能源系统的主要物理载体。基于此,提出考虑新能源、电、热、冷负荷不确定性的综合能源系统设备和配电网变电站容量协同规划的多场景规划方法,实现电、气、热能源的高效、可靠供应。首先,根据CCHP机组、电制冷装置、燃气热水锅炉的物理特性,建立相应能量转化的数学模型。考虑综合能源系统中诸多元件对配电网节点电压的影响,采用Distflow模型建立交流潮流模型。其次,针对新能源出力和电、气、热负荷需求的不确定性对规划结果的影响,采用典型场景来描述电、气、热负荷的季节特性和新能源出力的波动性,进而建立基于多场景的综合能源系统和配电网协同规划模型。对改造的IEEE 33节点配电网系统进行规划计算,算例结果验证了所提规划方法的有效性及合理性。     

基于教与学模式改进一致性算法的电—气能量流协同优化

在综合能源网背景下,需考虑将多能量流进行分布式协同优化。针对电力、天然气多主体分布式自治决策的特点,考虑电—气耦合关系,建立了含新能源的多能流局域网优化模型,并通过能源路由器建立了一种合理的规划机制,从而保证各个能源局域网之间能量的有序流动。基于教与学模式优化算法对常规一致性算法进行了改进,并对该优化问题进行了求解,实现了电—气耦合系统的分布式协同优化。能源路由器既是能量装置,又是信息节点,能够将不同能量形式有机整合、协调优化。而基于教与学模式的改进一致性算法有更好的搜索能力和寻优能力,可获得更好的优化结果和计算效率。利用IEEE 118-GAS90电—气互联网络系统算例进行测试,结果验证了所述方法的有效性和可行性。     

一种市场环境下的电网友好型多微网优化调度方法

摘 要：针对配电网中的多微网系统,提出了一种市场环境下的电网友好型优化调度方法,并建立了日前双层优化调度模型。首先构建了配电网层优化调度模型,通过优化各微网的出力,在保证可再生能源发电比例的同时,减小输电网与微电网向配电网注入功率的波动性,提高配电网运行的经济性,从而提高电力系统接纳微电网的积极性,有助于市场环境下微电网的运行与发展。其次,在微网层,采用多场景技术描述光伏与风电出力的随机性,并将微电网与配电网视为不同的利益主体,设计动态电价激励机制,引导微电网按照配电网需求优化出力,从而建立微网层的经济与环保优化调度模型,协调分布式电源出力。采用模拟退火算法求解模型,仿真算例验证了模型的合理性与有效性。     

含储能的冷热电联供分布式综合能源微网优化运行

分布式综合能源微网(DIEM)具有冷/热/电/气多能耦合的典型特征,如何进行包含冷热电联供(CCHP)和多种储能设备的运行优化,一直是现阶段研究工作的重点和难点之一。文中建立了储能设备和CCHP系统模型,基于电/冷/热和烟气余热,利用平衡等式约束、储能设备充放能约束以及系统各个设备上下限约束,并通过配置权重系数,以一个运行周期内运维总成本和CO 2总排放量为综合运行优化目标。构建了某大学城典型场景,以储能设备为例,配置储冷设备的容量分别为0 MW,2 MW,4 MW,分析了储能容量对DIEM运行优化的影响。配置合适的储能设备容量,一个周期内的综合运行优化目标越低,越能兼顾经济性和碳排放要求。     

基于冷热电联供的多园区博弈优化策略

园区一般涉及冷、热、电等多种能量流的生产、转换和使用,通过利用冷热电联供综合能源系统可以有效提高能源利用率、缓解能量供应压力。考虑动态电价机制下园区用电价格受市场需求影响,不同利益主体间存在博弈竞争关系。鉴于此,建立了基于冷热电联供的多园区非合作博弈优化模型,各园区以日运转成本最小为目标函数和其他园区共同参与博弈,同时考虑联供系统各单元出力、储能设备等约束条件,实现园区多能流互补协同优化。最后,以某地区三个园区的冷热电能流协调优化控制为例进行了仿真分析,算例结果表明所建立的博弈优化模型能合理分配联供系统出力及购电功率,不仅可以降低园区日运转成本,而且可以降低电网负荷峰谷差。     

考虑输配协同的电网机组组合与技改计划联合优化模型

进行考虑输配协同的电网机组组合与技改计划联合优化,对于提高输配整体新能源消纳率、保障系统中短期可靠经济运行具有重要意义。分别构建输电网、配电网的机组组合与技改计划联合优化模型。针对中短期优化中新能源随机性较大的问题,采用机会约束规划进行处理并将约束转化为确定性约束。分析输配分立式优化、集中式协同优化、分布式协同优化求解模型的可行性,综合比较后采用基于目标级联分析法的分布式协同优化算法实现模型的输配解耦与并行求解。算例分析表明,所提模型能够合理安排输配电网的机组启停机状态及技改项目的施工计划,并验证了目标级联分析法对于解决输配协同优化问题的有效性。     

考虑电热综合需求响应的虚拟电厂优化调度

针对配电网中以电、热为代表的多类型负荷的快速增长,以及可控机组、储能装置、风机等分布式能源的协调调度问题,提出了考虑电热综合需求响应的虚拟电厂（virtual power plant,VPP）优化调度模型。首先,将风机、热电联产系统、多种储能装置、电锅炉、电热负荷集成为虚拟电厂,在用户侧,将基于电价型和激励型需求响应措施相结合,建立电热综合需求响应模型;然后,以最大化虚拟电厂运营利润为目标,采用机会约束模型描述风机、负荷预测的不确定性和内部功率平衡,并考虑各机组运行约束和网络安全约束;在合理控制和协调各组件出力的基础上生成调度方案,最后采用量子粒子群算法对模型进行求解。在算例中比较了不同需求响应方案对热电负荷曲线优化结果、网络安全、虚拟电厂经济性的影响,比较了不同置信水平下虚拟电厂的调度结果,从而验证了模型的可行性。     

基于MOABC 算法的冷热电联供系统优化调度研究

综合能源系统包含多种分布式能源,各能源相互补充,能有效提高能源的利用率,在经济、环保等方面具有显著优势。冷热电联供系统作为综合能源系统的重要补充,具有灵活可靠、高效清洁等优点,现已得到广泛的发展和重视。综合考虑各微源的发电特性和冷热电负荷需求,建立了包含燃料电池、微燃机、余热锅炉、吸收式制冷机和蓄能装置的多目标冷热电联供系统模型。该模型考虑分时电价对冷热电联供系统的影响,以经济成本和环境成本作为目标函数,提出基于Pareto理论的多目标蜂群算法作为模型的求解算法。以实际冷热电联供系统为算例进行仿真,验证了所提模型的有效性,并与多目标粒子群算法进行对比,结果表明,采用基于Pareto理论的多目标蜂群算法能更有效地降低经济成本和环境成本。     

冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度

随着能源结构调整,集成风/光等可再生能源输入、冷热电气等多种能源互补输出的微能源网得到了逐步发展,如何协调调度微能源网内冷热电气源网荷成为当前研究热点。建立了冷热电气多能互补的微能源网在孤岛/并网模式下的协调调度模型,并利用供热/供冷系统的热惯性和热/冷负荷的柔性,发挥供热/供冷系统的“储能”功能,以电转气(P2G)装置实现电-气网络双向互通。模型采用鲁棒线性优化理论将随机优化模型进行确定性转化,取得经济性和鲁棒性的适当折中。算例仿真验证了温度负荷储能特性对微能源网灵活调度的优化作用和鲁棒性指标对优化结果的协调作用。     

基于粒子群算法的冷热电联供系统优化调度

近年来随着用户对供能形式的需求不断丰富,传统的以单一电能为形式的供能系统已经无法满足能源用户的需求。考虑了冷热电联供系统(combined cooling heating and power,CCHP)对不同能源协同供应的特点,对以风能、太阳能、天然气和储能协同供能的冷热电联供优化问题进行研究。综合考虑不同费率结构以及可再生能源带来的功率波动,以经济成本和环境成本为目标,构建了含燃气发电机、燃气锅炉、电制冷机、蓄电池组等机组的冷热联供能源协同优化模型。采用粒子群算法对多目标进行求解优化,结果表明该算法能够同时满足系统的经济性和环保性,对促进各种能源的综合利用具有实际意义。