基于数据驱动可调鲁棒的冷-热-电联供综合能源系统日前调度优化

冷-热-电联供综合能源系统(integrated energy system with combined cool,heat and power system,IES-CCHP)能够就地消纳分布式风电、光伏,也能够同时满足系统内电动汽车用户的充电需求.然而,电动汽车充电需求、风电出力、光伏出力的随机性严重影响了IES-...     

冷电联供分布式供能系统能量优化管理

提出了一种冷电联供分布式供能系统的能量管理优化模型.该模型根据示范点各大楼的冷、电负荷预测延时变化曲线,按照经济最优原则制定微型燃气轮机的发电计划.优化模型不仅考虑了冷电联供系统与大楼电制冷空调的运行配合问题,还计及了电网购电价格、燃气价格和微型燃气轮机上网发电价格等因素对经济运行的影响.选取典型月份的冷、电负荷预测数据进行优化计算,并对部分优化结果进行调整,结果表明,根据所提出的模型制定的微型燃气轮机发电曲线能够满足示范工程对系统运行经济性和一次能源高效利用的指标要求.     

基于增广ε-约束法的冷热电联供系统容量优化配置

冷热电联供(combined cooling, heating and power,CCHP)系统不合理的容量配置可能造成系统机组停开机率失衡、投入容量不足或过分冗余等问题,对供能可靠性、经济性及推广性产生威胁,为此建立了综合考虑多种排放物排放量和总成本的CCHP容量优化配置模型。首先建立融节能性、经济性、环境性为一体的综合评价指标(integrated evaluation index,IEI)体系,采用增广ε-约束法的解析类优化方法求解CCHP容量优化配置模型,并对多种常见帕累托折中解的决策计算结果进行二次折中权衡方案筛选;继而以某园区用能特征为依据展开CCHP容量优化配置模型仿真。结果表明利用该模型可实现CCHP系统能源的优化利用。     

基于自适应混沌粒子群算法的冷-热-电联供系统调度策略

为进一步提高新能源在冷-热-电联供系统(combined cooling heating and power system,CCHP)中的供能比例,在传统CCHP的基础之上,引入新能源供能技术,构建了一种高比例新能源接入的冷-热-电联供系统(high proportion of new energy access combined cooling heating and power system,HPNE-CCHP)。为了使系统运行更加经济,以HPNE-CCHP系统的总运行成本为目标函数,搭建了混合整数经济调度模型,提出一种自适应混沌粒子群算法(adaptive chaotic particle swarm optimization,ACPSO)对模型进行求解。以中国北方某楼宇为例,构建了HPNE-CCHP系统,将所提模型及求解算法应用于该建筑的典型日的实际算例中,并与不含太阳能供热的CCHP系统进行了对比。仿真结果表明,该模型可以有效对系统进行调度,提高新能源的利用效率,使系统以更加经济的方式运行。     

冷电联供分布式供能系统的经济运行分析

提出了一种冷电联供分布式供能系统的优化控制模型,该模型可根据冷、电负荷的延时变化曲线,按照经济最优原则制定微燃机的发电曲线.优化模型不仅考虑冷电联供系统与大楼电制冷空调的运行配合问题,还计及了电网购电价格、燃气价格和微燃机上网发电价格等因素对经济运行的影响.以实际的南方地区办公大楼为研究对象,在允许微燃机上网发电的情况下,研究微燃机容量、上网发电价格、燃气价格等因素对冷电联供系统经济运行的影响.     

含冰蓄冷装置的冷电联供型微网经济优化运行

针对冷电联供型微网的运行成本优化,引入冰蓄冷储能系统,建立了含光伏、风电、微型燃气轮机、电储能和冰蓄冷等可再生能源和常规能源以及冷电储能装置的优化模型。以经济运行成本最小为目标,运用混合线性整数规划方法,并利用数学优化软件CPLEX求解。最后在算例中建立3种不同场景的冷电联供微网系统进行对比分析,验证了本文所建立模型的有效性和可行性,结果表明含冰蓄冷装置的冷电联供型微网能够有效地降低运行成本,电储能和冷储能结合与单一储能模式相比具有显著的经济效益,体现了综合能源利用和优化。     

有蓄冷器的联供系统优化运行

分布式供能系统的应用具有很好的经济性及环保性,但同时需要对系统的运行进行精心设计,以保证能量的长期供需平衡。该文在"分时电价"的政策下,研究了一个由联合循环机组、吸收式制冷机、压缩式制冷机、蓄冷器组成的冷电联供系统的运行优化问题。采用外推近似法对优化问题进行求解,以日综合运行经济效益最高为目标函数,在满足给定冷负荷的基础上,确定优化的运行模式,并对蓄冷器的使用对系统的运行策略和经济性带来的影响进行了研究。算例计算结果表明,在"分时电价"的政策下,蓄冷器的使用增加了系统的运行灵活性,能带来较大的经济效益。计算也验证了优化运行方法的有效性。     

耦合风光储及热泵的CCHP系统集成优化与运行特性研究

为提高可再生能源的有效利用和冷热电联供系统的综合性能,在天然气冷热电联供系统中引入光伏电池、风力发电、地源热泵和储能单元,构建一种耦合可再生能源的天然气冷热电联供（wind-solar-storage and heat pump,combined cooling,heating and power,WSSH-CCHP）系统,利用层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）建立考虑能效、经济及环境性能的综合评价指标,采用混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）算法,对该系统进行设备选型、容量配置及运行策略协同优化,以分供系统（separate production,SP）为参照系统,以济南市某能源中心为例,分析该系统集成优化效果及其运行特性。研究结果表明,该系统的综合指标优化结果相比SP系统提高37.8%,具有较好的综合性能,为耦合风光储及热泵天然气CCHP系统的发展及其集成优化与运行特性研究提供了参考。     

考虑需求响应的CCHP系统中分布式电源的选址定容

以往对于冷/热/电联供(combined cooling heating and power,CCHP)系统的研究主要集中在其运行优化上,较少对系统中分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容问题进行研究,更少有文献将基于价格与基于激励的需求响应(demand response,DR)综合考虑在系统中。该文利用CCHP系统的多能源互补特性,综合考虑基于价格与基于激励的需求响应,以分布式电源接入节点与接入容量为变量,提出了计及需求响应的分布式电源选址定容模型。首先,建立了CCHP系统热电耦合运行模型。其次,综合考虑负荷削减量、中断持续时间与中断时间因子等因素,提出了可中断负荷的单位电量补偿定价的方法。通过在目标函数中分析需求响应成本,使规划目标更为全面,从而节约投资。另外,综合基于激励与基于价格的需求响应作用,考虑用户对于电价、燃气价格、可中断负荷单位电量补偿定价的响应,定义了改进的价格弹性系数,并利用此系数对负荷预测进行修正。最后,通过基于邻域再搜索的改进粒子群算法(neighborhood re-dispatch particle swarm optimization,NR-PSO)对规划模型进行求解,并通过对某13节点综合园区系统的仿真分析,验证了所提模型及方法的有效性。     

考虑多类型需求响应负荷的热电联供系统协调优化运行

综合需求响应（integrated demand response, IDR）是综合能源系统灵活调度的重要途径,对需求响应负荷、能源生产转换设备进行协同优化有利于提升能源利用率并降低用电用能成本。文章首先分析需求响应负荷特性,将需求响应负荷细分为可中断电负荷、可转移电负荷和可调节热负荷;其次采用能源枢纽建模方法对热电联供（combined heat and power,CHP）系统进行建模,并将多类型需求响应负荷纳入其中;在此基础上,构建考虑多类型需求响应负荷的CHP系统运行策略,以日运行费用与能源消耗量最小为目标对调度模型进行求解;最后,在2种不同场景下对算例进行对比,结果显示：需求响应负荷参与调度,可以实现削峰填谷,使得供需更趋于平衡;通过协调各能源设备及需求侧负荷运行策略,系统的日运行费用节约5.4%,能源转化率提高2.6%,实现了CHP系统的经济优化运行。     

含冷热电联供及储能的区域综合能源系统运行优化

利用区域综合能源系统提高负荷侧运行灵活性是提升电力系统内高比例可再生能源消纳能力的重要技术手段,并且区域综合能源系统内的储能设备可以通过解耦热电联系来有效降低运行成本。用场景分析法对可再生电源出力随机性进行建模,以揭示可再生能源的随机波动性对含有冷热电联供的区域综合能源系统的运行优化所带来的影响。在考虑系统内设备特性后,建立了包含能源转换设备、能源储存设备在内的区域综合能源系统模型,并采用Yalmip工具箱和商业软件Cplex在MATLAB中进行了仿真分析,求得了系统内各个单元最佳出力、机组组合和不同调度模式下总运行成本。仿真算例表明,含有冷热电联供的区域综合能源系统可以通过储能设备有效解耦其热电运行约束,充分发挥区域综合能源系统依附能源互联网运行所带来的经济优势,提高能源利用效率。     

冷热电联供系统多目标优化研究

在研究冷热电联供系统发展现状与运行原理的基础上,以冷热电联供系统相对于分供系统节约的能源消耗和二氧化碳排放作为约束条件,以联供系统和分供系统的投资差值为目标函数,构建了一个惩罚函数,并以某地区为实例研究冷热电联供系统与分供系统在满足节能减排效果的条件下,达到最优经济效果的状态。研究结果表明,在文中所给定的系统状运行态下,联供系统的节能减排效果优于分供系统,在电气价格比大于0.13时,联供系统投资小于分供系统。     

基于混沌自适应粒子群算法的冷热电联供系统优化

在研究冷热电联供系统优化运行的过程中,为了更好地优化调度冷热电联供系统中各设备的出力,提出了基于Tent映射的混沌搜索和非线性自适应粒子群算法相结合的优化算法。建立了一个包含风机、光伏、微燃机和燃气锅炉等主要设备的冷热电联供系统模型。以联供系统的运行成本、污染物排放量和能源利用率为目标,建立了多目标优化模型。在满足设备出力、功率平衡等约束条件下,利用Matlab进行了优化求解。仿真结果表明,所提出的冷热电联供系统优化方法,可以有效地提高经济效益,减少污染排放,提高能源利用率。     

含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度

冷热电联供(CCHP)系统的能源优化调度,可以有效提高终端用户的能源利用效率,缓解区域电网能源供需矛盾,促进分布式可再生能源的就地消纳,最大程度地实现区域电网的削峰填谷。建立了含光伏和蓄能的CCHP系统调峰调蓄优化调度数学模型,以最小化经济成本和电网供电方差为目标,引入权重系数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题。针对光伏机组出力和负荷预测误差的随机性和不确定性,采用概率约束的形式表征其能量平衡方程。以天津中新生态城能源站CCHP系统为例进行算例分析,验证了所提模型的有效性和实用性。     

太阳能冷热电联供系统的多目标优化设计与运行策略分析

为了提高能源利用率,实现节能减排,设计了一种集成太阳能利用和内燃机驱动传统联供系统的太阳能冷热电三联供系统,对其能量流程和运行策略进行了分析。基于生命周期分析法,以传统分供系统为参照对象,建立了能源、环境和经济效益的多目标优化模型,对系统的设备容量和运行策略进行了优化。以北京市一综合办公楼为例进行实例分析,得到了不同目标函数下的最优设计方案和运行策略。优化结果表明,太阳能联供系统的综合性能要优于分供系统,当系统采用电跟随运行策略时环境和经济效益更佳,采用热跟随模式时能源效益更好。     

基于内点法的CCHP系统经济运行研究

针对以燃气内燃机与吸收式冷温水机组为核心的冷热电三联供系统,提出了一种并网不上网情况下的经济运行优化模型。该模型以满足冷/热、电负荷需求时系统运行费用最小为优化目标,在分析相关设备的热电特性并得到相应的特性函数的基础上建立各项约束条件,同时着重考虑了三联供系统与电空调之间的配合问题。利用路径跟踪内点法对该模型进行优化求解,得到冷热电三联供系统的优化运行方案。以贵州某实际建筑物为研究对象,在不允许三联供系统向电网供电的情况下,选取典型月份的冷/热、电负荷预测数据,应用提出的基于内点法的冷热电三联供系统经济运行优化方法制定出燃气内燃机发电计划及电空调运行计划,结果验证了本文提出的冷热电三联供系统经济运行优化方法的可行性。     

计及风光储的冷热电联供系统双层协同优化配置方法

冷热电联供(combined cooling,heat and power,CCHP)系统的高效、经济运行取决于CCHP系统设备容量和运行策略的整体优化.为提高CCHP系统的实用性,文章提出了一种计及风光储的CCHP系统双层协同优化配置方法:外层优化配置以年化总成本最优和污染物排放量最低为目标函数,采用NSGAⅡ算法获...     

相变储热技术优化冷热电三联供运行

能源互联网是未来能源供应体系的重要发展方向,冷热电三联供实现了冷/热和电能之间的联系,是能源互联网的核心部件之一。在考虑集中式冷热电三联供运行时,燃气-蒸汽联合循环机组的启停机方式和运行状态将直接影响到三联供机组的工作效率与运行收益,合理的开机策略是保障三联供机组经济化运行的前提与基础。针对以燃气-蒸汽联合循环机组为动力装置,使用吸收式溴化锂制冷技术,配有以相变材料为主体的储能设备的三联供机组进行分析,根据对三联供机组运行相关参数,在对某地区的冷热电负荷进行详细调研的基础上,建立起集中式三联供运行的经济性目标函数,给出三联供机组经济化运行的启停机策略,从而达到提升工作效率、增加运行收益的目的。     

含冰蓄冷空调的冷热电联供型微网多时间尺度优化调度

冷热电联供型微网(CCHP-MG)对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值,而内部复杂的能源结构与设备耦合关系、可再生能源的消纳和负荷波动的平抑给其优化运行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。