基于NSGA-Ⅱ算法的互补能源接入方案优化配置

构建以电力为主体,融合热、气等不同形式能源,在生产、消费多个环节优势互补的多能源系统,是提升能源利用效率,促进能源清洁发展,构建能源互联网的关键.首先,依据风、光等分布式能源稳定模型,构建智慧城市多能互补系统架构;然后综合考虑投资商、电力公司、用电客户等能源主体利益,以系统潮流、接入互补能源的节点电压、装机容量等为条件,建立智慧城市多能互补系统规划模型;最后,引入改进的遗传进化算法,确定模型的寻优流程,对多能互补系统能源网络接入能源的节点位置与装机容量进行优化求解.结果表明,对多能互补系统合理规划,有助于智慧城市能源供应向清洁、可持续化方向发展.     

基于Benders分解优化算法的区域能源供给服务网络系统规划方法研究

能源互联网是实现我国能源革命目标的关键手段之一,然而其多能互补的特点增加了能源供应的复杂性,从而影响到区域范围内系统能源供应的协调有序。为探索这一问题的解决方法,针对小范围内的能源供给服务网络的系统规划问题开展了研究,建立了以总成本函数为目标函数、考虑多能互补的系统负荷约束、系统安全性约束函数为主要约束的区域能源供给服务网络优化模型,运用Benders算法将问题分解为主问题和子问题并对模型进行求解。以华北某市郊区的区域能源规划为案例进行能源供给服务网络的规划,并与传统规划模式进行对比分析。结论表明,由于考虑了热电负荷之间的耦合关系,并在需求约束中引入了电转热替代环节,使得所提出的模型能够在系统的规划和运行阶段都选择更优的策略,从而在经济性上相较于传统工业规划方法具有更强的竞争力。     

考虑预测不确定性的风–光–水多能互补系统调度风险和效益分析

风电、光伏与水电(简称风光水)互补发电系统是提高清洁能源整体利用效益的重要创新模式,随着风电、光伏发电渗透率的增加,如何解决大规模风光接入所带来的不确定性是多能互补系统研究的核心和难点。作者重点探讨日前风光出力预测的不确定性对于多能互补系统风险和效益的综合影响。首先,从可靠性、稳定性和经济性3个方面提出风光水多能互补系统调度运行风险和效益评价体系;建立多能互补系统短期优化调度模型,在日前风光出力预测结果基础上,编制系统日前发电计划;根据风光实际出力情况,滚动更新和模拟水电站实际调度过程。最后,对比分析各电站计划和实际调度运行情况,评价日前风光出力预测不确定性对于多能互补系统风险与效益的综合影响。以接入209万kW光伏和104.9万kW风电的雅砻江流域锦屏一级多能互补系统为实例进行研究。相比风光水独立运行,风光水互补后系统的发电效益提高了37.13%,且系统出力过程更为稳定。互补系统在年尺度上具有良好的可靠性,但在水库低水位时期,系统失负荷天数明显增多,占全年失负荷天数的96%以上,系统可靠性降低;在汛期,互补后水库的下泄流量最大增加了47.06%,出现水量集中下泄的情况,这给电力部门、下游用水部门以及防护对象带来一定的防洪风险。     

考虑预测不确定性的风-光-水多能互补系统调度风险和效益分析

风电、光伏与水电（简称风光水）互补发电系统是提高清洁能源整体利用效益的重要创新模式,随着风电、光伏发电渗透率的增加,如何解决大规模风光接入所带来的不确定性是多能互补系统研究的核心和难点。本文重点探讨日前风光出力预测的不确定性对于多能互补系统风险和效益的综合影响。首先,从可靠性、稳定性和经济性三个方面提出风光水多能互补系统调度运行风险和效益评价体系;建立多能互补系统短期优化调度模型,在日前风光出力预测结果基础上,编制系统日前发电计划;根据风光实际出力情况,滚动更新和模拟水电站实际调度过程。最后,对比分析各电站计划和实际调度运行情况,评价日前风光出力预测不确定性对于多能互补系统风险与效益的综合影响。本文以雅砻江流域锦屏一级多能互补系统为实例进行研究。相比风光水独立运行,风光水互补后系统的发电效益提高了37.13%,且系统出力过程更为稳定。互补系统在年尺度上具有良好的可靠性,但在水库低水位时期,系统失负荷天数明显增多,占全年失负荷天数的96%以上,系统可靠性降低;在汛期,互补后水库的下泄流量最大增加了47.06%,出现水量集中下泄的情况,这给电力部门、下游用水部门以及防护对象带来一定的防洪风险。     

多能互补分布式能源系统优化设计研究进展

构建冷、热、电等不同形式能源在生产、传输、消纳等多环节协同优化的多能互补分布式能源系统是未来能源互联网的发展所需。首先,介绍了多能互补分布式能源系统的基本概念、供能类型及关键技术,结合国内外试点经验,阐述了系统的发展现状及其在我国能源变革中的重要地位。其次,梳理了系统优化的内容和路径,探讨了优化路径中的现有研究方法及其不足。最后,总结了多能互补分布式能源系统发展所面临的关键问题,并对其未来研究方向进行了展望。     

偏远地区含分布式能源孤立微网经济配置研究

为了解决偏远无电地区供电问题,提出了多能互补孤立微网经济配置方案,可以得到典型地区能源最佳配置结果。针对孤立微网方案,在综合考虑经济性、环保性、可靠性目标的基础上,建立数学优化模型,调用HOMER软件,采用负荷跟随的控制策略进行模拟仿真,优化微网内分布式能源的功率输出,以此得到最优配置结果。通过算例验证了方法的可行性,并分析了参数变化对结果的影响。此外,构建了临界经济距离指标,将孤立微网方案与直接联网方案进行了比较,进一步论证了方法的合理性。     

多能互补的综合能源微网多目标优化运行方法研究

综合能源系统在实现多种能源的综合利用，提高新能源利用率和减少碳排放等方面具有重要意义，是近年来诸多学者重点研究的领域之一。但是，目前对综合能源系统优化运行的研究较为局限，设备和模型种类较少，优化运行的目标函数单一。针对这些问题，提出了多能互补的综合能源微网多目标优化运行方法。首先，建立了运行成本、碳排放量和一次能源消耗的优化目标函数和系统的约束条件。其次，对比了传统分供系统与综合能源系统的运行成本，分析了电价改变对综合能源系统的影响，基于权重分析法对综合能源系统进行了多目标运行优化。通过算例分析表明，所构建的综合能源系统可以有效运行，相较分供系统成本可节省13.47%以上的成本，电价变动对该综合能源系统中设备的运行有较大影响，优化后的权重比可以显著平衡各个目标函数。     

分布式电源信息安全采集技术研究与实践

分布式新电源是建设绿色社会的必然途径,但其快速发展对电力平衡和配网安全产生影响,需要进行实时监视。文章在分析传统VPN技术的基础上,设计了一种低成本的分布式电源无线监控网数据通道和组网方式,将分布式能源运行信息安全接入电网监控系统,该方案具有实施快、成本低和传输安全等特点。并阐述了方案的实现以及应用情况。     

综合能源系统风险识别与分析

综合能源系统作为能源互联网的重要实现形式,一方面通过多能互补与市场机制提升了能源的利用效率,但另一方面也引入了更多的风险因素.为了保障综合能源系统的安全性,建立针对综合能源系统风险评价体系的重要性日益凸显.在此背景下,通过对综合能源系统中的风险因素进行识别、探究,将综合能源系统的风险分为规划、调度以及运行风险3类,建立综合能源系统风险评价体系;并对每一类型的风险提出相应的预防措施或相应对策,提高综合能源系统对各类风险的抵抗能力.结合实际算例,评估各类风险带来的危害程度,并验证解决措施的有效性,在风险评估的基础上对风险进一步管控,有利于提高综合能源系统风险管控水平.     

多能互补综合能源电力系统的建设模式初探

全球能源转型正处于关键阶段,发展多能互补综合能源电力系统是实现能源转型的重要途径。在此背景下,首先针对不同场景探讨多能互补综合能源电力系统的建设模式,并分别以城市级大系统和园区级小系统为载体,结合各自能源结构特点,提出适用于各场景下的综合能源电力系统建设模式。接着,对这些建设模式的投资效益和能源综合利用效率进行测算。最后,对人工智能在综合能源电力系统中的潜在应用,和泛在电力物联网的发展对综合能源电力系统建设的影响进行简要展望。     

中深层地热+多能互补供热系统在冀南某大学的应用研究

为解决传统单一供热形式能源利用效率较低，环境与经济方面存在诸多不足等问题，考虑将可再生能源的绿色可持续性与常规能源的稳定性进行有机结合，以冀南地区某大学校区中深层地热能+多能互补供热项目为例，介绍了该项目概况、供能方案以及能源站建设，并对系统运行与测试数据进行了整理分析。结果表明：该系统运行效果良好，年节省标准煤20 860 t，年减排二氧化碳54 650 t，减排硫化物175 t，减排氮氧化物154 t，减排废渣约210 t，经济环境效益显著。     

电池储能在多能互补工程中的应用研究

电池储能是目前最成熟可靠的储能技术,本文对目前大规模储能电站可能使用的钠硫电池、液流电池和锂离子电池进行介绍和比较,提出未来多能互补工程中适合应用的储能电池类型.并根据多能互补型电站的运行特点,经对比分析,提出一种电池储能以交流方式接入发电系统的方案供下一步工程设计中选用.     

新能源及可再生能源并网发电规模化应用的有效途径——微网技术

传统电网集中式供电和分布式电源都有其各自的优点和局限性。微网技术整合了分布式电源的优势,有利于新能源及可再生能源发电系统大规模并网应用。首先介绍了微网的相关概念及其基本结构,阐述了微网内的主要分布式发电技术和储能方式,进而提出了三种微网的基本控制策略。最后对微网的发展前景进行了展望,并总结给出了微网研究中需要重点解决的理论和技术问题。     

离散二进制粒子群算法与模糊控制混合运行的家庭能量管理算法

能源互联网是解决未来电网大规模分布式电源接入,提高新能源渗透率、电网经济性及可靠性的重要手段。未来家庭能源网络作为能源互联网的一种子网,主要由分布式电源、储能系统、电动汽车、智能家电与传统电器组成。目前,家庭能量管理策略上主要采用以混合整数线性规划(MILP)为代表的最优化算法和以模糊控制为代表的控制算法,但两种方法都存在着一定的弊端。考虑到家庭能源网络内设备特性不一,仅采用一种控制方式有失偏颇。在分析家庭系统内不同能量设备的应用现状的基础上,提出采用最优化算法与控制算法混合运行的家庭能量管理策略,并针对不同策略之间的兼容性做出了优化。为验证算法的优化效果,利用真实历史数据分析了混合运行下的算法表现,并与单独控制时家庭运行成本做出比较,验证了算法的有效性。     

GRC太阳灶及简易跟踪的设计

太阳能是一种巨大的自然能源。在农村把太阳能与沼气结合起来,以多能互补的方式,解决农民的生活用能,是解决农村能源问题的有效途径。我们从八一年开始,进行聚光式太阳灶的研究与制作。八二年安徽省科委请中国科技大学参加协作。研制了GRC太阳灶。该灶具有造价低、热效率高、功率大、结构简单,跟踪简易等特点,八三年在全国太阳灶评议会上被评为优秀太阳灶,获一等奖。     

风光互补抽水蓄能电站系统配置研究

风光互补抽水蓄能电站是集合了传统水能与风、光新能源各自优势的一种新的多能互补开发方式。针对西藏阿里地区独特的自然地理条件,提出了这种开发方式的能量、水量平衡和抽水系统容量的计算模型,按成本电价和单位千瓦投资最低建立了风光互补抽水蓄能电站系统配置的优化模型。对阿里地区风光互补抽水蓄能电站进行了系统配置实例分析研究,得到了水能、光能和风能容量的最佳配比和相应容量配置要求。研究成果表明,这种多能互补开发方式可克服目前火电站及光伏电站成本电价高和运行维护技术要求高的缺点,具有独特的技术、经济优势,是解决阿里地区能源供应问题的有效途径之一。     

考虑富氧燃烧的综合能源系统低碳优化可行性研究

综合能源系统（IES）因其能源利用率高和多能源互补特性而被广泛认为是减少碳排放、提高可再生能源消纳的有效途径。将富氧燃烧技术引入IES,构建了考虑富氧燃烧空分系统和多能互补的IES优化调度模型。首先,通过研究富氧燃烧电厂的运行原理及其能量时移特性建立了富氧燃烧电厂模型。其次,将碳捕集装置（CCS）与IES进行耦合,并在富氧燃烧装置（OECP）与电转气装置（P2G）之间建立合作机制,减小IES运行成本,最大程度降低碳排放,促进可再生能源全消纳,提高能源利用率,保证在负荷高峰期较好的富氧燃烧效果和较高的碳捕集水平。最后,仿真分析证明传统电厂引入富氧燃烧技术及多能互补合作机制可以明显降低碳排放量,促进可再生能源的消纳和利用。     

基于深度强化学习架构的多能互补微网日前经济调度研究

可再生能源出力和负荷的不确定性给多能互补微网的优化调度带来挑战,传统方法如随机优化和模型预测控制等需要精确的模型参数。针对含源荷不确定性的多能互补微网日前优化调度问题,提出了基于柔性行动器-评判器框架的深度强化学习方法,实现了自适应源荷不确定特征的微网经济调度。首先,考虑设备非线性效率,建立了多能互补微网的优化调度数学模型;其次,基于柔性行动器-评判器构建了智能体和环境交互的深度强化学习框架,并设计了状态空间、动作空间、奖励函数和神经网络结构;最后,通过算例仿真验证了算法的有效性。     

孤立微网协同控制策略

针对微网储能系统受容量的限制,从而引起微网运行不稳定,提出一种改进的微网协同控制策略.采用双层协同控制结构,初级控制是蓄电池储能系统,次级控制是微网管理系统(MMS).初级控制保证微网频率在可接受的范围内,次级控制保证微网中最大的备用容量.采用详细的微源模型,准确地描述了不同类型分布式电源原动机部分对微网系统的影响,建立带有详细微源模型的微网仿真系统,并进行了仿真,仿真结果表明:该协同控制策略具有良好的动态性能,并能够保证供电质量的要求,有较理想的应用前景.     

微网环境下的电动汽车换电站运营策略

包括分布式电源和电动汽车的微网通过内部优化运行,可以减小分布式电源的出力波动对电力系统的影响,这已被广泛认为是解决分布式电源接入系统的有效方法.电动汽车换电站由于可以避免车主长时间等待充电,已经成为大型城市发展电动汽车的主流模式.此外,换电站作为储能单元参与微网运行,可以提高微网接纳分布式能源的能力并改善微网运行的经济性.在此背景下,主要做了下述工作:(1)研究了换电站电池调度策略,制定了电池分组规则和调度优先级顺序;(2)分析了电池充放电状态并在满足车主用车需求和电池荷电量约束的前提下计算了换电站充电需求和最大充放电功率;(3)制定了以最大程度响应微网调度信号为目标的换电站电池调度流程.最后,采用包含分布式电源、电动汽车换电站和居民负荷的模拟微网系统来说明了所发展的模型与方法.