面向可再生能源高比例消纳的综合能源系统优化规划模型研究

为解决"三弃"问题,提高可再生能源消纳能力,文章基于能量枢纽模型,提出了能够提升系统灵活性与可再生能源消纳能力的方案,并以高比例可再生能源消纳与系统综合经济性为目标,考虑典型日系统冷热电功率平衡约束、设备输入-输出耦合约束(能量枢纽模型)、设备出力限制、电网联络线功率约束等约束条件,建立面向可再生能源高比例消纳的综合能源系统优化规划模型。针对模型的非线性特性,采用数学等效变换将其转化为0～1混合整数线性规划模型,并求取全局最优解。最后,以江苏某区域为实例,分析了高比例可再生能源接入对能量枢纽容量配置及其关键设备在不同典型日出力的影响,并基于灵敏度分析法,分别分析了设备单位容量造价、能源价格及热电负荷比对规划结果的影响,验证了所提规划模型的正确性与合理性。     

基于火电厂源侧的综合能源系统集成及优化配置研究

提出一种基于火电厂源侧的综合能源系统构型,该系统以火电机组为核心,在系统的输入端耦合生物质气化、垃圾气化、干化污泥等多种可再生能源输入,在输出端供应冷、热、汽、电等多种能源产品,并将电厂热平衡模型与可再生能源模型及制冷制热系统模型耦合,建立以■效率和经济性为目标的优化配置方法,采用输入端优化与输出端优化2类优化逻辑,从系统输入端、输出端来分析火电厂源侧综合能源系统主要运行参数对经济性和■效率优化目标的影响。结果表明：综合能源改造对现阶段火电厂具有积极意义。     

计及需求响应的综合能源系统协同优化策略

综合能源系统（Integrated Energy System,IES）可以实现多能协同互补、促进能量梯级利用,同时综合需求响应作为柔性负荷的直接调控手段,在提升IES经济与可靠运行方面展现出巨大潜力。文章基于电-气互联系统,综合考虑多元储能系统的运行特征及IES多能耦合特性,构建了IES多能耦合模型;进一步地,将传统电负荷需求响应拓展到IES中,提出了多元负荷的综合需求响应机制;进而以IES系统运行成本最小化为优化目标,建立了计及多元负荷需求响应的IES优化调度模型,并借助商用求解器实现了IES优化模型的高效求解。算例分析验证了所提模型可以充分发挥多元柔性负荷需求的响应潜力,促进可再生能源消纳,同时提高IES运行的经济性。     

计及不确定性的综合能源系统运行效益综合评估方法

在能源互联背景下,多能互补、协同供应的综合性能源系统(Integrated Energy System,IES)将成为未来能源系统的主要形态。对综合能源系统进行运行效益综合评估,可为综合能源系统各参与主体的规划决策和运行调度提供重要判据,对引导综合能源系统高效稳定运行和有序、可持续发展具有重要意义。文章面向未来能源系统运行的低碳环境,考虑可再生能源出力波动、分布式供能设备随机故障等多种不确定因素,计及电、气、热网特性,构建了含系统运行经济性及可靠性、可再生能源消纳、环境效益等指标的综合能源系统运行效益评估体系。通过综合利用混合蒙特卡洛抽样和最优能流模拟,对RTS79-40节点综合能源测试系统进行计算分析。相关仿真结果验证了所提出方法的可行性和有效性。据此给出了不同场景下综合能源系统规划设计须重点关注的问题和分布式供能系统的配置建议。     

基于能量枢纽的综合能源系统优化规划

  [目的]  提出了基于能量枢纽的综合能源系统优化规划模型用于解决综合能源系统长期规划问题。  [方法]  能量枢纽(Energy Hub)是分析综合能源系统的重要模型,代表各种不同能源形式之间的耦合关系,例如电力,天然气,供热系统等。  [结果]  此综合能源系统优化规划模型在考虑系统可靠性,能源效率,排放指标等多种决策因素的情况下解决了不同能源形式之间的最优规划问题。  [结论]  综合能源系统算例分析用于验证该模型用于优化规划综合能源系统的有效性,并表明基于能量枢纽的综合能源系统针对系统的长期规划具有更大的灵活性,是研究综合能源系统规划的重要方向。     

计及综合需求响应的多能源系统调度研究综述

需求响应是需求侧参与电网调度的柔性负荷,在能源互联网多能耦合和综合利用的思想下,衍生为综合需求响应,其利用冷、热、电、气等不同形式能源间的互补关系,在不影响用户舒适度的前提下,充分调动用户侧资源,能够提升能源的综合利用效率,降低用能成本,并消纳更多可再生能源。本文介绍了IDR的基本概念和研究价值,分析了IDR在系统调度中的研究现状及存在问题,重点分析了IDR不确定性及考虑IDR不确定性的多能系统调度方法,最后总结并展望了IDR研究中的关键问题。     

综合能源系统模型搭建与运行技术研究

目前,综合能源系统(integrated energy system,IES)作为国内外能源领域的重点研究方向之一,针对提高可再生能源利用效率、增进"绿电"消纳等问题展开了深入研究.对综合能源系统多能流潮流、综合能源系统优化规划及综合能源系统安全性分析和市场化运营等关键技术进行了系统的综述,并且对这几个方面问题所涉及的国内外研究现状进行了详细的阐述.最后,根据我国综合能源战略规划的实际国情,对综合能源服务市场化机制在国内的发展前景和典型形式进行了分析,为后续研究综合能源系统的学者提供参考.     

面向碳中和的多源异质全可再生能源系统优化规划方法研究

为有效应对气候变化与能源危机,早日实现碳达峰与碳中和目标,提出多源异质全可再生能源热电气储耦合系统,在供能侧实现100%全可再生能源。首先,构建了全可再生能源系统的物理架构,并对系统内典型设备进行建模;然后,以系统年总经济成本最小为目标函数,构建了可实现系统结构、设备配置与运行策略协同优化的混合整数线性规划模型;最后,通过具体算例分析,验证了所提优化模型的正确性和可行性,确立了所提出的多源异质全可再生能源热电气储耦合系统在降低碳排放、实现全额消纳可再生能源等方面的有效性。     

多能互补集成优化系统分析与展望

为了提升可再生能源消纳能力,降低可再生能源发电对电网系统的不利影响,提高能源利用效率,实施多种能源综合互补利用。按照不同资源条件和用能需求,通过综合能源管理与协同优化控制,构建多能互补集成优化系统。在讨论国内外多能互补技术路线的基础上,对各类电源特点及互补方式、关键技术及未来研究方向进行深入分析,为多能互补集成优化系统发展与应用提供参考。     

国家可再生能源中心成立

2012年2月23日，中国国家可再生能源中心（China Nation NRenewable Energy Center，以下简称CNREC）在北京成立。这是我国可再生能源行业政策体系和管理措施一次重大举措，有望在可再生能源配额制实施、发电并网消纳、分布式能源发展等关键领域发挥重要作用。     

电热气氢综合能源系统随机优化调度

首先,分析电解槽以及燃料电池等设备工作特点,计及设备的动态能效,建立氢系统设备的精细化模型;其次,建立各种能源间的耦合关系模型,通过电热氢多种储能实现电热气氢系统的能量平衡;最后,计及电热气负荷的波动与可再生能源的不确定性,以日运行成本最小为目标,建立电热气氢综合能源系统随机优化调度模型。算例分析验证了该优化模型能有效消纳风光资源、降低日运行成本、减少环境污染,具有较好的经济性与环保性。     

“综合能源系统规划与运行”专题征稿启事

正近年来燃气轮机组、热电联产、电转气及电转热等元件推广应用,为多能互补、间歇性可再生能源的消纳提供了新的解决方案,同时逐步加深了多能源系统(电力系统、天然气系统、热力系统等)之间耦合。在此背景下,有必要打破传统多能源系统之间独立规划与运行的壁垒,构建协同统一的综合能源系统投资规划、运行调度及市场交易机制,以推动我国能源系统的改革与转型,为我国低碳可持续能源系统的构建及能源互联网战略提供技术参考。为探讨未来综合能源系统规划与运行的关键技术,推动多能源系统的交互与协同互补,2019年     

区域能源多能互补耦合系统在温室中的应用分析

针对典型温室,利用构建的优化配置模型,进行燃气轮机和内燃机两种区域能源多能互补耦合系统优化配置研究。从经济、能源利用率、环境影响等角度对提出的系统方案进行分析与评价,并与常规供能方案进行比较。结果表明:温室适合推广应用区域能源多能互补耦合供能技术;燃气轮机和内燃机系统均可行,燃气轮机合适的功率为4～4.5 MW,内燃机合适的功率为5～5.5 MW;燃气轮机系统的经济性更好,而内燃机系统在节能减排方面更具优势;在可再生能源利用方面,应优先选择河水、污水处理厂中水等浅表热能资源,其次再考虑地热资源。     

影响区域电网可再生能源消纳能力的边界条件分析

首先阐述可再生能源消纳能力评估相关指标的定义,然后从源-网-荷3个方面分析影响可再生能源消纳能力的关键因素,并以可再生能源消纳量最大为目标,基于时序生产模拟的方法建立可再生能源消纳能力的多时段耦合评估模型。最后,以IEEE-30节点系统为算例,评估多场景下电网可再生能源消纳能力,并研究约束边界变化对消纳能力的影响。算例验证了模型的有效性与合理性,可为可再生能源消纳能力的评估与优化提供依据。     

电热综合能源系统中热力管网动态建模及协调运行研究综述

电热综合能源系统中的热力管网由于较强的热惯性而具备被动储热能力,可以提高电力系统的调节能力,为大规模可再生能源并网消纳提供空间.利用热力管网储能的方法可在不增加额外设备与投资的前提下,仅通过电力、热力系统的协调优化,达到平抑可再生能源波动性与间歇性、提高可再生能源使用率的目标.该方法已成为目前较具潜力的灵活性提升手段之...     

北京市深度利用可再生能源供热对策研究

北京市目前可再生能源供热占全市集中供热面积比例较小,仅为4.5%。德国等欧美国家可再生能源供热起步较早,主要根据自身资源禀赋和技术成熟度及适应性,因地制宜开展可再生能源供热,部分国家出台以金融激励为主的可再生能源供热政策,并开展了立法工作,具有一定的借鉴作用。本文通过梳理及比较国外可再生能源供热情况,指出目前北京市可再生能源供热占比小、本地市场化程度不高、利用方式单一、管控缺乏等问题。并提出了相关建议：政策保障,统筹推进可再生能源供热高质量发展;因地制宜,加大可再生能源开发利用规模力度;创新驱动,示范引领可再生能源供热加速发展;多能互补,建立多能耦合的智慧供热系统等。     

价格引导下主动配电网中分布式可再生能源自治运行技术

分布式可再生能源在主动配电网中的渗透率逐年增加,主动配电网的分布式特性日益凸显;传统的集中能量调度难以解决分布式能源出力随机性的协调以及大量分布式数据的通讯压力。文章以分层多代理模型为控制结构,提出一种基于价格引导的分布式可再生能源协调策略。详细介绍了各Agent的协调模型,区域目标、价格的协调响应策略及区域安全约束条件,利用Agent的分布自治、全局协作实现主动配电网的能量平衡同时促进分布式可再生能源的消纳;协调策略关注电价调整对储能、柔性负荷响应能力的影响,以提高分布式可再生能源消纳。最后,通过指标量化分析策略的综合性能,对比传统时序模拟方法的评估结果,验证了所提方法的合理性、有效性。     

可再生能源绿证价格季节性测算方法研究

  目的  在市场化交易模式消纳可再生能源发电的发展趋势下,“市场电价+绿证收入”将成为未来可再生能源发电企业的主要经营模式。以可再生能源发电参与现货电能量市场为研究大背景,对可再生能源绿色电力证书的价格进行研究。  方法  基于现货电能量市场的优化出清模型,应用可再生能源全生命周期成本测算理论,以满足可再生能源发电企业的内部收益为目的,建立了绿证-电能量市场耦合的优化模型,并结合可再生能源季节性出力特性,提出了可再生能源绿证价格季节性曲线及其波动区间的仿真和测算方法。  结果  不同类型的可再生能源绿证价格不同,不同类型的可再生能源绿证价格的气候相关性亦不相同。  结论  绿证价格的科学合理测算不仅可以帮助可再生能源发电企业进行收益评估和制定更为准确的投资决策,还为电力市场主体与交易中心提供相关决策支持。     

复合储能对提升太阳能利用率的仿真研究

针对太阳能分布式微网输出功率间歇性及不可控性的应用瓶颈,提出了将多种储能形式（储电、储冷、储热等）高效集成应用的多能态复合储能技术,以实现可再生能源供给和用户多样化能源消费需求之间的高效调控。为了确定复合储能系统的容量和功率等级,利用MATLAB等软件建立了太阳能分布式微网系统的数学模型。该模型可通过输入地区和日期对太阳能逐时辐射强度、光伏发电和光热产热的能量进行仿真计算。以广州某宾馆为例,计算了夏季太阳能分布式微网的输出,并与用户多种能源负荷进行了对比分析,为多能态复合储能系统应用提供了数据基础。建立了节能与经济2方面的评价指标,对太阳能分布式微网进行了优化分析,结果表明,利用复合储能在综合提高微网系统节能率的同时,减少了系统的投资回收期。为可再生能源的应用发展提供了有益探索和尝试。     

全可再生能源热电气储耦合供能系统优化调控模型研究

针对全可再生能源热电气储耦合供能系统源、荷双侧不确性、多能耦合等问题,文中基于分层递阶理论建立了针对系统复杂的优化调度决策和快速的实时控制问题的分层调控框架及多时间尺度优化调控模型。在日前优化中通过鲁棒算法解决可再生能源出力及负荷预测不确性对系统安全运行的影响,在日内优化中基于模型预测控制原理对日前优化结果进行反馈校正与滚动优化,应对可再生能源出力及负荷随机性波动,从而实现系统的安全经济运行。