考虑需求侧协同响应的社区综合能源系统低碳经济调度

针对含电-热-冷-气子系统的综合能源系统中潜在的可调度资源,基于能源集线器,构建了包含燃气轮机发电系统、储能、需求侧响应模型在内的社区综合能源管理系统数学模型。该模型根据电、热、冷、气负荷需求特性的不同,分别建立相应需求响应模型。从社区能源运营商的角度出发,以包含系统运行成本和环境成本的系统总成本最低为目标函数,建立社区综合能源系统日前优化调度模型,采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对算例进行求解,得到各个设备的最佳出力。仿真结果表明,对比未考虑需求侧协同响应的场景,电、热、冷、气需求侧响应参与调度可以优化负荷曲线,降低系统能耗,减少CO2排放,并使系统经济性达到最优。     

基于遗传算法的混合供能系统

针对充分有效使用各种能源的问题,提出了一种基于遗传算法的混合供能系统.该系统能根据全天电负荷和热力负荷的实时变化来调度火力发电厂、风力发电机、光伏发电机和燃气轮机的使用,利用遗传优化算法求解在系统经济使用最小的情况下,电-气-热混合供能系统的各组件运行状态.基于IEEE14节点网络的仿真与测试结果表明,所提出的优化方法和供能系统可以有效解决电-气-热混合功能系统的优化调度问题,保证能源互联网络的经济运行.     

基于Copula理论的综合能源系统负荷相关性研究

为有效提高区域综合能源系统的负荷预测精度,本文基于Copula理论,通过描述变量间非线性相关关系的Spearman相关系数,对冷热电负荷之间的相关性进行定量分析,并以北方某写字楼进行供能的区域综合能源系统为例进行仿真。仿真结果表明,电负荷与冷负荷、电负荷与热负荷之间存在正相关性,夏季电负荷和冷负荷的相关系数在0.935 9~0.993 5之间,冬季电负荷和热负荷的相关系数在0.567 0~0.884 2之间,提高了区域综合能源系统的冷热电负荷预测精度。该研究具有一定的实际应用价值。     

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。     

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.     

基于区块链的综合能源系统低碳优化调度研究

综合能源系统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。针对综合能源系统调度过程中存在的发用电预测误差大、系统优化数据采集处理复杂和经济运行成本较高等问题，将区块链技术引入到综合能源系统优化调度中，并计及电、热、冷三种负荷综合需求响应和碳排放交易，调用智能合约，以系统经济性和环保性最优为目标，提出了适用于综合能源系统的低碳优化调度模型。利用区块链技术特性，构建了面向综合能源系统优化调度的总体架构，使得区块链网络成为整个综合能源系统信息交互与数据存储中心，同时保留了调度中心的部分导向作用，确保了电网的安全、稳定运行。仿真结果表明：区块链技术可以进一步挖掘综合能源系统数据价值，更好地实现信息交流透明性；同时，构建的综合能源系统的低碳优化调度模型能够有效提高系统供能的灵活性、运行的经济性以及环保性。     

冷热电三联供与分布式光伏联合优化及理想模糊决策方法

冷热电三联供(combined cooling,heating and power,CCHP)系统具有以热定电、以冷定电和冷热电联产等多种运行模式,但在多类型用户能源需求条件下较难实现冷热电三联供的最佳整体能效。为此,综合考虑用户满意度和新能源消纳能力,提出一种冷热电三联供与分布式光伏联合优化及理想模糊决策方法。首先,分析光伏发电(photovltaic,PV)的出力特性,构建冷热电三联供与分布式光伏联合优化模型;其次,提出用户满意度和新能源消纳能力的性能优化评价指标,并使用基于小生境的混合二进制粒子群优化算法,对冷热电三联供与分布式光伏联合优化模型进行解算,用理想模糊决策方法对优化指标进行评估,使区域能源在最大限度保持经济性的条件下,既能让一次能源的使用率降低又能提高系统的整体效益;最后,通过案例对所提方案进行验证,结果可为区域能源综合利用的改造升级提供借鉴。     

基于蜂群优化算法冷热电联供型微网经济调度研究

针对蓄能装置在冷热电联供型微网中的应用,本文构建了包含燃料电池、微型燃气轮机、吸收式制冷机、余热锅炉和蓄能装置的冷热电联供型微网经济调度模型。该模型在满足用户冷热电负荷需求和各微源出力约束的情况下,综合考虑了系统的燃料费用、运行维护费用和购售电成本,并以蜂群优化算法作为模型的求解算法,并以文献[18]的微电网为例进行仿真分析。仿真结果表明,与采用常规粒子群优化算法对调度模型进行求解相比,采用人工蜂群算法对调度模型进行求解所得的日综合成本可下降71.8元,节约日综合成本5.3%。该模型可以有效提高冷热电联供型微网的能源利用率和经济效益。     

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”。     

基于需求响应的采暖期热电联产系统风电消纳研究

提出一种基于需求响应的热电联产系统风电消纳策略。综合考虑热负荷与电负荷需求,以及风电功率预测上下限,制定实时电价,从而进行居民用户价格型需求响应调度。同时,在保证热负荷需求,满足用户基本采暖需求及温度舒适性的前提下,通过对电采暖系统的温度调节,改变工业、商业用户电采暖负荷需求,对风电波动进行实时响应,从而实现电负荷需求满足风电机组出力的目的。算例分析表明,该方法能够在保证用户供暖需求的条件下,有效提高系统供暖期风电消纳能力,节约系统运行成本。     

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。     

家庭智能电器负荷调度和能量分配优化算法

为了解决家庭用电高额能耗问题和提高用户供用电收益,针对家庭中具有用电差异性的负荷进行能量调度.根据可转移属性,将家庭用电负荷分为2个类别：弹性负荷和非弹性负荷.联合分布式可再生能源和储能设备构建智能电器用电负荷调度优化模型,基于李雅普诺夫优化理论提出时变电价下的家庭用户多电器能量分配算法.所提算法充分考虑了不同智能电器的用电负荷响应及调度优化问题.理论性能分析证明,所提算法能够在不需要系统的先验统计信息的情况下使优化目标渐近最优.对所提算法的用户收益提升能力进行仿真验证,结果表明,相较于未考虑各家用智能电器实际需求和可容忍时延的分配算法,所提算法可将用户收益提高11.2%.     

面向需求响应的数据中心供能系统优化调度

数据中心作为高能耗和高碳排放量的互联网基础设施,国内外数据中心运营商通常采用分布式可再生能源电站为其供电。基于数据中心工作负载的可调度特性,提出数据中心电/冷负荷的协同管理方式及模型,在含分布式光伏发电的数据中心供能系统下,以日购电费用最小为目标,兼顾服务器集群运行可靠性需求,建立分时电价环境下面向需求响应的数据中心供能系统优化调度模型,并采用分支定界法求解。基于中石油数据中心一期工程数据和谷歌公布的工作负载样本数据集的算例仿真验证了所建模型的可行性和有效性,结果表明该模型最高可削减11.5%的数据中心购电费用,提高了可再生能源利用效率。     

考虑用户舒适度的虚拟电厂电/热综合需求响应

随着分布式能源、储能的迅速发展,虚拟电厂中电、热等多类型负荷需求量持续增长,为实现满足用户舒适度的虚拟电厂优化运行提出了更大的挑战.为此提出一种考虑用户舒适度的虚拟电厂电/热综合需求响应建模方法.首先,阐述电/热虚拟电厂的构成,建立供电设备的出力模型及基于峰谷分时电价的电负荷需求响应模型;其次,建立虚拟电厂中供热设备的...     

基于条件风险价值理论的综合能源系统优化调度

针对综合能源系统调度过程难以兼顾不同能源的调度条件，导致能源调度准确性较差的问题，提出基于条件风险价值理论的综合能源系统优化调度.分析以电、热、气为主的综合能源系统结构和响应过程，探究系统的不确定性供能因素.根据条件风险价值理论建立最优调度目标函数，将能量平衡、功率限制和储电设备容量等作为约束条件，构建优化调度模型.利用粒子群迭代方法求解模型，获取粒子的速度与位置更新方程，得出最佳调度结果.结果表明，所提方法能够准确预测出能源需求量，将输出能源控制在合理范围内，降低系统运行风险，提高经济效益.     

分布式冷热电多联供系统的经济运行

分布式冷热电多联供系统中冷、热、电负荷的变化和平衡具有不同的特性和规律.基于冷、热、电负荷不同平衡要求,在总供能周期内,满足机组运行约束下,以系统各供能单元的联合供能成本最小为目标函数,求解最优供能方案;将分布式供能系统分为联合供能系统、区域供能系统和“配网供电,空调供热”的传统分供系统三类,以南方某大型居民区为应用实例,对比标准煤耗量和供能企业经济性2个指标,比较分析3种供能系统的调度结果;表明:该文提出的联合供能方式能显著提高一次能源利用率,具有良好的社会综合效益.     

基于用户行为预测的分布式光伏智能社区需求响应策略

为解决分布式能源接入场景下用户行为不确定性与需求计划的冲突问题,建立一种基于用户行为预测的分布式光伏智能社区响应策略,通过分布式光伏与需求负荷资源的协调配合,协调用户行为的不确定性与需求计划的制定。建立需求资源的数学模型,采用广义回归神经网络和概率神经网络预测用户行为,形成预前调度措施。基于建立的模型与措施形成光伏社区需求响应整体策略,提出用户自主响应算法以提升用户舒适度。基于分时电价、光照辐射、负荷参数等信息,构建智能家居控制系统并进行仿真分析,预测模型的准确性达96.33%,具有较强的适用性,验证了需求响应策略的有效性,解决了用户行为与需求调度的配合问题,有效降低用户用电成本。     

独立型微电网日前与日内协调优化调度

为减小风光发电的随机性对独立型微电网经济运行的影响,并考虑风光发电的预测精度随时间尺度的减小而增加的特点,提出一种将日前计划调度和日内MPC滚动调度相结合的优化调度策略。日前计划调度综合考虑电源、储能和负荷的可调度资源,建立计及系统运行成本和负荷满意度的多目标优化调度模型;日内调度基于MPC的思想,构造日内滚动优化模型,其中包括风光发电预测模型、系统在滚动周期内总运行成本最低为目标的调度模型以及反馈纠正环节,并且为使日内调度的局部性与日前调度的全局性相协调,在调度模型中加入储能荷电状态在一定时间节点变化的惩罚项。最后,对该文所提策略和模型进行仿真验证,结果表明,日前调度使微电网的可调度资源得到充分利用,提高了系统的经济性;日内调度降低了可再生能源的不确定性对微电网的影响,实现了对可控电源的更精细化管理,提高了系统的安全运行水平。     

综合能源系统电价制定策略研究

构建综合能源系统是实现新能源与传统能源多能互补、协调优化的有效途径,但目前对综合能源系统的能源定价策略研究匮乏,因此限制了综合能源技术的推广。为此,首先对分时电价和实时电价两种定价策略对电用户的影响进行研究,并提出用户单位用电成本、负荷转移率等指标评价两种策略对用户的影响程度;然后构建了综合能源系统经济调度优化模型,研究了两种定价策略对综合能源系统运行成本的影响。计算结果表明,采用优化后的实时电价策略时,用户负荷转移率6.32%,相比采用分时电价时7.81%更小,表明实时电价策略对用户用电习惯影响较小,且单位用电成本更低,易于被用户接受;而分时电价策略使综合能源系统的经济收益更高。