工业园区配售电公司分时电价双层优化模型

随着增量配电网业务的放开,配售电公司在激烈的竞争中通过峰谷分时电价套餐吸引电力用户成为其运营的重要方式,而电价套餐各参与方利益的合理分配是配售电公司顺利推进此项服务的关键.考虑增量配电工业园区内配售电公司拥有配电业务的特殊性以及大工业用户调整生产的不适应成本,首先构建了工业用户与配售电公司的成本收益模型;并在此基础上提出了工业园区配售电公司峰谷分时电价双层优化模型,上层优化模型以配售电公司收益最大化为目标、下层优化模型以大工业用户用电成本最小化为目标;最后对某一试点园区数据进行仿真测算,结果表明,由该模型得到的分时电价套餐在起到削峰填谷效果的同时,能够保证配售电公司和工业用户的利益,有利于引导双方参与峰谷分时电价套餐的积极性.     

居民用户峰谷分时气价模型及其优化求解方法

针对天然气的居民用户制定合理的峰谷分时气价,能有效地削峰填谷,从而保证燃气管道安全稳定地运行。本文构建用户需求响应和满意度函数,并在此基础上建立以最小化最大峰负荷和峰谷负荷差,及最大化用户满意度为目标的需求侧峰谷分时气价优化模型。采用蚁群算法对模型进行求解,该算法收敛性较好,同时也避免局部最优的缺点。算例结果表明,在兼顾公平与效率的前提下,峰谷分时气价模型能有效地降低最大峰负荷和峰谷负荷差,同时存在最优的峰、平、谷价格,使得用户满意度最大;另外本文也验证了模型的有效性及可行性。此方法为天然气合理定价机制的建立及政策的制定提供了理论依据。     

基于动态分时电价的虚拟电厂双层优化调度研究

针对虚拟电厂(virtual power plant,VPP)中供给侧与负荷侧价格传导问题,考虑能源侧新能源出力不确定性、大电网购电价格、各类机组运行成本,文章提出了一种VPP厂内部动态分时电价策略,并综合考虑了负荷侧综合需求响应提出了EV接入的VPP双层经济调度模型,以保证VPP的低碳经济运行.上层考虑能源侧成本,以VPP运营商供能成本最小为目标函数,并将碳捕集系统(carbon capture system,CCS)作为灵活性资源,提出一种充分利用新能源与电网低谷电量的碳捕集装置运行模式.下层考虑包括EV在内的负荷侧用能成本,以用能成本最小为目标函数.最后,通过算例结果验证了所提策略的有效性.结果表明,相较于采用大电网分时电价机制,文章所提动态分时电价机制可节约51.8%的能源供给成本,且可降低81.62%的CO₂排放量,有效提升了VPP经济性与低碳性.     

考虑需求侧响应的风电并网电力调度研究

为提高风电并网效率、增强风电企业竞争力,以需求侧碳目标导入方式为切入点,将电力需求侧市场与风电并网结合起来,开展了考虑需求侧响应的风电并网电力调度研究.首先,将需求侧响应作为虚拟机组参与到电力调度中,通过激励方式刻画需求侧响应成本.以传统发电成本、风电并网成本、需求侧响应成本作为系统运行的优化目标,同时兼顾发电平衡约束、需求侧响应约束,建立了考虑需求侧响应的风电并网电力调度模型.接着,分别从需求侧响应的碳目标强度和响应时段出发,借助模型分析了需求侧响应对发电侧风电并网效率的影响.最后得到了一些结论:需求侧碳目标导入对于风电并网效率的影响具有双重性,需要综合考虑需求侧碳目标强度的不同水平;当需求侧响应时段选择在电力负荷较大、风电出力较少时,可以有效调节供给侧和需求侧之间的差值,提高风电并网效率以及需求侧响应的参与度.所提出的理论和方法可以为碳目标在电力需求侧市场的推广提供参考依据,同时具有一定的政策导向意义.     

考虑输电约束下区域电网风储能联合调度鲁棒优化模型

随着我国可再生能源大规模的建设,引入到电力系统中,对能源改革及节能减排具有重要意义.构建了含有风电、储能设备以及火电机组10机组30节点区域电网系统中,利用鲁棒优化方法,将风电出力作为随机变量.以发电系统中的发电成本、排污成本及风电惩罚成本作为目标函数,运用强化学习算法对目标函数求解.通过对算例模拟得到,分时电价与储能设备引入电网系统,可有效的平抑风电出力随机性、波动性,并降低区域电网的发电成本及排污成本.     

园区电-热互补系统优化调度模型

多能源需求响应是实现削峰填谷,缓解能源供应与负荷需求矛盾、提升能源利用效率的重要手段,对促进综合能源系统的可持续发展具有重要意义.首先,在构建耦合电-热的园区互补能源系统的基础上,从弹性矩阵的角度构建了电能与热能需求响应模型,考虑机组出力、能源平衡等约束条件,以系统收益为目标函数的优化模型.以需求响应手段实施为变动因素,设置多情景进行了实例分析.算例结果表明:多能源需求响应模型通过对电价与热价的再设计,在总用能量保持基本不变的基础上,用户负荷需求发生了转移,负荷与系统出力的匹配度增强,与传统情景相比,需求响应手段实施后,系统的能源利用效率提升、系统净收益提升与用户支出降低,实现了"经济-环境-系统-用户"等多方的共赢.     

计及需求响应不确定性的综合能源系统多目标优化调度管理

需求响应作为电力系统的重要调节手段,可显著提升系统灵活性和经济性。利用价格弹性构建了包含价格与激励措施的需求响应模型,并在此基础上考虑需求响应的不确定性,以综合能源系统经济性和环保性为优化目标,构建了综合能源系统多目标优化调度模型。利用E约束法将多目标优化模型转化为单目标优化模型,得到Pareto最优解集,运用模糊决策法从中选取最优方案。基于实际案例进行测算,结果表明价格型与激励型需求响应手段的结合能够实现削峰填谷,有效降低系统的运行成本和碳排放量。     

电力市场环境下计及V2G和多类型需求响应的综合能源系统多目标优化模型

园区综合能源系统(Park integrated energy system,PIES)是满足用户多种用能需求的一种重要途径,但由于内部分布式能源机组出力具有不确定性,且与负荷在时间维度上存在一定的不匹配性,限制了能源利用效率和经济效益的提升.因此,本文首先在构建耦合热电的PIES的基础上,构建了多类型需求响应模型;其次,构建了考虑风光机组出力不确定性的以系统净收益、清洁能源弃能率为多目标函数的优化模型;然后,构建了"不确定性处理-多目标处理-单目标处理"的三阶段求解模型,最后,以V2G和需求响应为考虑条件,设计多情景.算例结果表明:V2G可以为清洁能源不稳定发电提供有效备用,在一定程度上提供清洁能源利用效率;引入电热需求响应,能够改变用户负荷,增加经济效益.     

计及多重阻塞的电动汽车移动储能特性建模

为实现城市交通电力耦合系统在城市道路、充电设施、输电线路阻塞环境下的优化运行,提出了计及多重阻塞的动态交通电力流联合优化方法。首先,基于时空网络模型,提出了计及电动汽车移动、静止、充电、排队模式的队列时空网络模型,构建了适用于电动汽车的车辆调度模型,进而形成动态交通分配模型,以减少交通出行损失。其次,通过优化发电机组、储能等的出力和备用计划,计及城市电网安全、备用约束,构建了安全约束动态经济调度模型,以降低碳排放及发电成本。随后,形成多目标动态优化模型,并将其转换为混合整数凸二次规划问题。最后,在耦合IEEE-30、Sioux Falls系统中验证了所提模型的有效性。     

基于用户报价信息划分的可控负荷菜单定价模型

设计合理的需求侧电价是引导和促进用户实施需求响应的重要因素.基于可控负荷参与市场交易时的报价信息,借助机制设计中的激励相容理论,提出了一种可控负荷菜单定价模型,该模型以系统供电成本最小为目标,且用户类型是离散的.通过节点系统IEEE-30仿真实验,设计出适用于5种不同用户类型的菜单电价,并通过对比分析,表明所提出的菜单定价模型节约了系统供电成本,也为需求侧电价的设计提供了理论参考.     

电力零售商引导下智能电网多方利益均衡策略

文提出以电力零售商为主导的智能电网系统运行策略,电力零售商根据发电商供电价和发电量以收益最大化为目标输出用户实时电价。在供能侧对不同类型供电商上网顺序进行优化,考虑风电光伏能源出力不确定的鲁棒性分析,在维持平衡供需的基础上优化供电商利益。在需求侧根据用电规模对用户进行分类,按供电重要性进行二次分类,使用粒子群算法求解用户最优用电量。仿真结果显示电力零售商在电力系统中维护各方利益均衡,对供电商和用户都存在潜在的好处。     

智能电网下考虑风险的供电企业购电优化模型

针对智能电网带给供电企业购电决策的影响,提出了一种考虑风险的购电优化决策方法。智能电网建设并开展运营,发电侧考虑接纳更多的可再生能源发电,用电侧智能用电设备的使用导致主动负荷的出现等,这一系列变化给智能电网环境下供电企业购电决策带来一定程度的风险。首先,考虑了智能电网下负荷与风电出力不确定性给供电企业经营带来的风险,采用风险元传递理论与多目标规划理论,建立智能电网购电优化模型。然后,提出采用约束多目标粒子群优化算法(CMOPSO)对模型进行求解思路;最后,算例说明该模型的可行性,研究成果为我国智能电网运营风险管理提供新方法、新思路。     

基于多层博弈的智能电网住宅电力实时需求响应机制

通过建立多层博弈模型刻画智能电网系统中电力公司、家庭电力管理中心和家庭内各个电器设备间的电力实时需求响应过程。在此模型中,每个时段电力公司将电价通知各个家庭,每个家庭的电力管理中心接收到实时电价信息后为家庭内各个电器设备分配虚拟电价,各个设备则确定各自最优用电量并将其反馈给家庭电力管理中心,由其确定该家庭总用电量并发送至电力公司,电力公司再计算得到最优电价。证明了所建多层博弈模型的均衡存在唯一性,并得到均衡解。仿真结果验证了模型的有效性,并给出其实际应用价值。     

基于成本效用分析的电能替代实证研究

近年来的雾霾让人们逐渐意识到环境保护的重要性,国网公司基于我国“多煤、少气、贫油”的国情,提出了以电代煤的电能替代方案。本文以在电力和煤炭的使用过程中可获得的热值作为效用,以使用过程中所需要的年费用作为成本,建立了电能替代的成本效用模型,计算出实现电力和煤炭相互替代的排污费临界值,并通过一个算例进行了实证分析。分析结果表明:电价、单位电力排污量、燃煤设备寿命对排污费临界值有正向影响;煤价、单位燃煤排污量、电力设备寿命对其有负向影响。最后,在分析的基础上给出了电能替代的政策建议。     

带有风能的智能电网多周期买电策略研究

本文研究带有风能随机供给的智能电网中传统能源的多周期买电问题,假设存在一个能源运营商集中负责智能电网传统能源的购买和消费。通过构建并求解动态规划模型,找到能源运营商在风能供给不确定性下的传统能源最优多周期买电策略。在最优买电策略下,能源运营商只有在当期电价足够小时才购买传统能源,其买电量与风能分布、价格信息和时间信息有关。在实际数据的基础之上,提供详实的数值实验对比研究了本文的最优买电策略和其他两种策略(实践中只考虑风能估计的策略和放弃利用风能的策略)在最小化总成本方面的效果,并验证了本文的最优买电策略在真实风能数据中的鲁棒性。     

国际能源价格波动的传导机制分析

基于2000年1月至2014年4月的月度数据,利用VAR模型对煤炭、石油、天然气三种能源价格波动影响国内物价水平的传导效应进行了实证分析.结果表明,能源价格的传导既存在供给拉动作用又存在需求推动作用;能源价格变动对生产领域的影响大于对消费领域的影响,且不同能源对我国物价的影响程度存在明显差异,其中,原油价格对原材料燃料动力购进价格指数和工业品出厂价格指数的影响大于煤炭和天然气.     

An efficient envelope-based Branch and Bound algorithm for non-convex combined heat and power production planning

Combined heat and power (CHP) production is universally accepted as one of the most energy-efficient technologies to produce energy with lower fuel consumption and fewer emissions. In CHP technology, heat and power generation follow a joint characteristic. Traditional CHP production is usually applied in backpressure plants, where the joint characteristic can often be represented by a convex model. Advanced CHP production technologies such as backpressure plants with condensing and auxiliary cooling options, gas turbines, and combined gas and steam cycles may require non-convex models. Cost-efficient operation of a CHP system can be planned using an optimization model based on forecasts for heat load and power price. A long-term planning model decomposes into thousands of single-period models, which can be formulated in the convex case as linear programming (LP) problems, and in the non-convex case as mixed integer programming (MIP) problems.     

能源价格变化对我国宏观经济及节能减排的影响研究——基于联立方程模型的分析

基于供给需求理论构建了能源——经济联立方程模型,定量研究各类能源价格变化对我国宏观经济的影响.结果发现,能源价格上涨可以降低能源消耗,通过供给渠道对潜在生产能力和GDP产生紧缩作用,对通货膨胀产生向上压力.石油价格上涨对主要经济指标的影响略小,煤炭价格与电力价格上涨对经济的影响较大,煤、电价格联合上涨对经济的影响最大.这与目前我国能源消费结构吻合.各种能源价格的持续上涨冲击对潜在产出、能源消费、能源强度和碳排放强度的负向影响有继续增强的趋势.