区域能源互联网多能系统规划决策关键技术及应用

本文在剖析能源互联网发展新趋势基础上,深入分析区域能源互联网多能系统的发展挑战并对多能系统的规划决策技术开展深入研究,针对多能系统中多能能量规划、响应建模、系统多能节点调度分析与系统运行发展评价等现实需求设计了求解办法。同时,构建了基于“大云物移”新技术的信息通信支撑体系,实现多能系统的信息互通与共享。并以浙江能源互联网实际需求为基础,对能源互联网多能系统规划决策关键技术进行了案例验证,以此为基础搭建了能源互联网多能系统综合能源管理系统架构,包括业务架构、数据架构、技术架构与系统布置等,为能源互联网多能协同规划、优化控制与科学评价的系统实现提供了参考。     

考虑综合需求响应的综合能源系统多能协同优化调度

在能源互联网迅速发展的背景下,综合能源系统多能耦合互补特性为需求侧参与系统调度提供了更大的优化空间,如何建立切实有效的多能源、多类型需求响应模型对提升系统运行性能具有重要意义。为此,建立了考虑激励型、替代型和基于实时定价机制的价格型多能源、多类型需求响应精细化模型,在此基础上,以电、气、热、冷多能耦合园区系统为研究对象,考虑系统运行、需求响应、用户用能满意度等约束条件,提出了考虑综合需求响应的综合能源系统多能协同优化调度策略。算例分析结果表明所提优化策略能够充分挖掘需求侧资源的调节潜力,在促进能源供需平衡的同时实现了系统多能协同互补与经济运行。     

能源互联网下的需求响应研究

基于能源互联网背景,研究了需求侧资源信息流和能量流的双向互动,分析了需求响应与调度控制、数据信息、交易平台等其他能源互联网重要技术的深度融合,并设计了能源互联网下需求响应运作机制,最终实现利用互联网技术,促进以电力系统为核心的大能源网络内各类设备的交互,达到多源互补、节能减排、提高能效的目的。     

智能电网支撑智慧城市关键技术

智能电网对智慧城市建设具有强大的支撑潜力。阐述了智慧城市的内涵与特征,及其对智能电网的关键需求。通过梳理二者的关系认为智能电网是智慧城市的重要组成部分,以智能电网为基础构建智慧城市是智慧城市发展的重要途径。在智能电网建设中,需要深化应用信息通信类技术、分布式能源发电并网技术、绿色输变电工程技术、先进储能技术、主动配电网和微网技术、需求响应技术、电动汽车与电网互动技术、智能用电及用户用能行为分析技术、智能电网业务互动技术城市能源互联网等关键技术,使智能电网为智慧城市的发展提供强大的支撑。     

计及多能存储和综合需求响应的多能源系统可靠性评估

提出一种计及多能存储和综合需求响应的多能源系统可靠性评估模型。首先,将电、热等负荷分为柔性负荷和非柔性负荷,建立多能源系统的综合需求响应模型;其次,以能源购买成本与负荷削减成本之和最小为目标函数,建立计及多能存储和综合需求响应的最优负荷削减模型;然后,基于时序蒙特卡洛模拟法,对计及多能存储和综合需求响应的多能源系统进行可靠性评估;最后,基于构建的含有储热、储电、储气等多能存储的多能源系统进行算例分析,评估了9个不同场景下多能源系统的可靠性。算例表明多能存储和综合需求响应可协同优化各时段能源供给和柔性负荷需求,减少元件故障导致的失负荷量,进而显著提升多能源系统的可靠性和经济性。     

能源互联网背景下电能替代负荷的应用展望与思考

电能替代技术综合经济优势不明显是其推广的重要障碍之一,而能源互联网利用先进的前沿信息技术及控制技术,实现电、气、热等多种能量需求与供给侧的灵活双向互动,可实现用户侧增量价值的挖掘。因此,能源互联网的建设赋予了电能替代负荷新的应用思路。本文针对能源互联网发展背景下电能替代负荷参与综合需求响应展开深入分析和总结,调研了国内外电能替代技术的发展现状并给出了其推行障碍的几点思考,介绍了能源互联网中应对电能替代负荷接入问题的新途径,总结了电能替代负荷参与综合需求响应的基本实施方式;并对可调潜力分析建模、优化策略、效益评估、支撑平台等关键技术进行总结,给出了未来进一步的研究方向,以期为我国电能替代负荷应用及能源互联网的发展提供参考。     

基于冷热电多能互补的工业园区互动机制研究

随着智能配用电和能源互联网技术的发展,涉及多能源需求互补特性的多方互动成为解决综合能源系统效率低、电能紧缺等问题的有效方案。以工业园区综合能源系统为研究对象,在传统需求响应调度的基础上,将用户对冷、热、电等多种能源的需求纳入广义需求侧资源的范畴中,考虑多能源在价格、用能、需求特性上的差异性和冷热电联产(CCHP)机组的出力特性等,建立了基于多能互补的广义需求响应互动优化模型,实现电网、用户与CCHP机组的多方互动。算例结果表明,所提互动机制和优化调度方法能够有效地激励用户和CCHP机组参与多能需求响应互动,且与传统的需求响应调度机制相比经济性有显著提高。     

考虑多尺度需求响应的跨区域综合能源系统运行策略

在考虑跨区域综合能源系统多能交互的基础上,提出一种考虑多尺度需求响应的优化运行策略。首先针对响应时间建立多尺度需求响应,包括邀约需求响应和实时需求响应,其中邀约需求响应分为日前24h邀约响应模型和日内4h邀约响应模型,实时需求响应建立日内15min实时响应模型;其次考虑电、热、冷、气不同负荷在不同时间尺度下的响应比例不同,建立多时间尺度下不同比例负荷需求响应模型。最后,建立由跨区域能源服务商发布需求响应信息、负荷聚合商参与需求响应、调整用能时间和方式的跨区域综合能源系统运行模型,跨区域能源服务商利用优化后的负荷曲线调整系统内部的机组出力和系统间的功率交互。算例结果有效地论证了所提运行策略的合理有效性,各区域综合能源系统的利润和负荷聚合商的综合效益均有所提高。     

欧洲家电市场——智能家居和智能家电(下)

主要介绍讨论了欧盟的整个智能家居生态系统,并重点关注这一生态系统对能源供求影响。报告讨论了在欧洲成功推广智能家居技术的先决条件,与智能家居环境相关的信息通信技术,能源政策以及相关标准。报告调研了欧洲智能电器市场的现状,就欧盟成员国的智能准备情况、互联网访问、智能电表推出、需求响应以及消费者(用户)面临的问题做了详细阐述。此外,还介绍了欧盟智能设备和智能家居技术,以及智能家居中使用的网络类型,智能家居无线技术和传感器类型。对于智能设备可能的需求响应,还简要介绍了在智能家居环境中应用需求响应可能实现的节能效果。     

综合能源系统综合需求响应行为研究

面向耦合电、气、冷、热等多种形式能源的综合能源系统,研究柔性负荷、储能和电动汽车等需求侧资源的综合需求响应,有利于挖掘多能负荷的响应潜力,激发综合能源系统的灵活性,提升能源利用效率。首先以区域电-气互联综合能源系统为基础,构建了园区级冷-热-电-气综合能源系统,其次建立了综合能源系统调度模型,通过节点能量平衡方程分析节点能源价格,明确了系统调度-能源价格-综合需求响应的传递关系,然后基于节点能源价格建立了考虑柔性负荷、储能、电动汽车为参与主体的综合需求响应模型;最后通过算例分析了柔性负荷、储能、电动汽车的响应情况,基于节点能源价格对不同位置多能用户综合需求响应前后的负荷曲线进行了分析。     

欧洲家电市场——智能家居和智能家电(上)

主要介绍讨论了欧盟的整个智能家居生态系统,并重点关注这一生态系统对能源供求影响。报告讨论了在欧洲成功推广智能家居技术的先决条件,与智能家居环境相关的信息通信技术,能源政策以及相关标准。报告调研了欧洲智能电器市场的现状,就欧盟成员国的智能准备情况,互联网访问,智能电表推出,需求响应以及消费者/用户面临的问题做了详细阐述。此外,还介绍了欧盟智能设备和智能家居技术,以及智能家居中使用的网络类型,智能家居无线技术和传感器类型。对于智能设备可能的需求响应,本报告还简要介绍了在智能家居环境中应用需求响应可能实现的节能效果。     

珠海能源互联网示范项目综合能源运营服务应用

面对能源互联网发展的机遇和挑战,广东电网公司在珠海组织建设了“支持能源消费革命的城市-园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”。示范项目的应用层建设,面向横琴自贸区实现了多能协同运营,面向全市实现基于互联网理念与技术的分布式资源管理、适应市场机制的需求响应和智慧用能服务,初步打造珠海综合能源运营服务应用体系。项目提出了推进电力市场建设、扶持和培育新型市场主体、组织制定国家或行业能源互联网建设的技术标准体系等3方面建议,有助于促进我国能源互联网产业的持续、健康发展。     

基于综合需求响应的微能源网日前优化调度方法

微能源网是能源互联网(energy Internet,EI)终端供能发展方向,系统的经济优化运行亟需挖掘多能负荷的潜力,单一需求响应难以满足“源-网-荷”协调优化。针对微能源网中多种能源的耦合转换特性,首先,建立了含储能和综合需求响应(integrated demand response,IDR)的广义能量枢纽模型;引入微能源网能源运营商,建立了综合需求响应3种模式,即转移模型、转换模型和可削减模型。其次,提出了基于综合需求响应的微能源网日前优化调度方法,制定能源分时价格,协调优化3种需求响应模式,建立以利润最大化为目标的混合整数线性规划模型,并利用CPLEX软件求解。最后,结合算例,验证了所提综合需求响应模式与日前优化调度方法的有效性,最大化利用了微能源网多能负荷耦合互补能力,提高了系统运行的经济性。     

开放式自动需求响应规范研究

近年来,我国大力推进可再生能源的发展,由于可再生能源出力具有间歇性和不确定性的特点,如何促进可再生能源消纳是目前面临的一大难题。需求响应技术的应用能够有效地促进清洁能源的消纳,然而我国目前还没有与之相关的正式标准出台。开放式自动需求响应(Open Automated Demand Response,OpenADR)规范作为美国智能电网国家标准的基本组成部分、DR领域最新的研究成果之一,提高了需求响应的可靠性、稳定性和高效性。介绍了OpenADR的发展历程、通信规范、涉及服务以及安全机制,证明了OpenADR标准的优越性。对于我国DR标准的制定具有借鉴意义。     

计及综合需求响应的电热气互联能源系统环保经济优化调度

为促进综合能源系统多能协同互补互济,提高能效,以电热气互联能源系统为研究对象,提出了一种多目标协同优化的综合需求响应模型及运行策略求解算法.首先,设计了含综合需求响应的电热气互联能源系统架构,采用能量耦合矩阵对互联系统中多能转化关系进行描述,在分时能源价格机制下,构建了混合时间/空间尺度的多能协同综合需求响应数学模型.然后,以最小化的系统用能成本、环境成本和弃风弃光功率为目标,构建了环保经济优化调度模型,采用结合协同进化思想和非支配排序遗传算法的改进优化算法(Co-NSGA-Ⅱ)对模型进行求解.仿真结果表明,所提出的模型及优化运行策略能够有效提高多能系统间能量协调能力和综合需求响应能力.     

考虑园区能源互联网接入及其需求响应的配电网规划方法

能源互联网借助互联网信息平台达到能量按需双向流动,但构建园区能源互联网(park energy internet, PEI)是提升能源互联网终端能源利用效率、实现多能互补的重要和关键举措,为此提出含PEI接入及其需求响应的配电网优化规划模型。首先阐述PEI的基本结构,分析PEI对上级配电网的需求响应特性;继而提出含PEI接入并考虑其需求响应的配电网规划思路,其中以等值年投资成本和运行成本为最小目标,以配电网变压器、主线路选型以及需求侧响应容量为决策量,建立了含PEI接入的配电网规划模型;最后以含PEI的10 kV配电网为例进行仿真验证,仿真结果验证了模型的有效性与实用性。     

基于二次聚类的综合能源用户需求响应潜力分析

随着综合能源系统的迅速发展,用户侧从单一的电负荷转变为冷热电多能耦合负荷,而针对多能负荷特性及需求响应潜力的研究也越来越受到电力公司的重视,因此提出了一种基于两阶段聚类分析的综合能源用户需求响应潜力分析方法。首先进行考虑用户典型负荷曲线的一次聚类,对数据进行特征提取与降维,并在此基础上进行考虑用户用能模式的二次聚类。最后通过仿真分析表明该方法能较好地深入挖掘综合能源系统的用能负荷特性和需求响应潜力,为综合能源系统需求响应规划的制定提供了新的思路。     

考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应模型

针对天然气压力能利用模式单一及调压站冷能利用困难导致的能源利用率低等问题,提出天然气高压管网压力能发电和冷能综合利用集成方案,并针对调压站地理特性及各能源供给波动性导致的能源供应不稳定等问题,构建了天然气压力能与电、气、冷、热等多种能源相结合的微型综合能源网架构,实现其多能耦合互补;同时,通过价格型和激励型2类响应建立气-电综合需求响应模型,前者基于价格弹性矩阵建立气负荷和电负荷的需求响应模型,后者通过补贴激励的方式对天然气管网进行调峰。综合考虑该微型综合能源网的能耗成本、运维成本、环境成本及需求响应,构建考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应优化调度模型,计算分析了不同场景下微能网电-气-冷能的优化调度结果,对所提出的集成方案及气-电需求响应模型的可行性与有效性进行了验证。     

电力市场环境下能源互联网发展现状与展望

成熟的电力市场机制有助于能源互联网业务的发展,如虚拟电厂、需求响应、综合能源系统等。美国、丹麦和德国作为较早开展能源互联网建设的国家,在运用电力市场机制促进能源互联网的发展方面已经积累了较多的经验。首先介绍电力市场和能源互联网之间的关系,然后对各国能源互联网典型项目参与电力市场的机制进行分析。最后结合我国电力市场的现状和国外经验,对我国电力市场环境下能源互联网的发展提出相应的建议。     

基于OpenADR 2.0的需求响应信息交互机制研究及仿真验证

针对需求响应供需之间的信息传输问题,研究了一种基于自动需求响应通信的信息传输方法。主要研究了基于OpenADR的需求响应信息的传输、加密以及解析过程,实现从电力供应商到用户之间信息的双向交互,解决需求响应中关键的信息流通问题。该方案对智能电网下需求响应的信息标准化和互操作性研究有一定的参考价值。