考虑源-荷-储多能互补的冷-热-电综合能源系统优化运行研究

综合能源系统（integrated energy system,IES）以多能互补和能量阶梯利用为核心,将大大提高系统的能量利用率,实现多种能流互补优化。通过建立冷-热-电综合能源系统,以系统总运行成本最低为目标函数,考虑设备模型约束和功率平衡约束,采用日前负荷模拟综合能源系统经济优化运行;同时考虑到系统在冬、夏季运行工况差异较大,采用分季调节运行模式,利用分支界定（branch and bound,B-a-B）算法求解优化模型。仿真结果表明,系统能量供给平衡,"源-荷-储"互补搭配性强,系统运行灵活、经济高效,同时,系统污染气体排放量少,有利于环境保护。     

综合能源系统优化运行研究现状及展望

为了充分消纳清洁能源、提高能源利用效率,综合能源系统的概念应运而生,相较于传统的能源单级利用形式,综合能源系统对电力、冷热和天然气等多种形式能源进行多级利用,通过多能互补提高综合能源利用效率。但是综合能源系统由于系统间耦合紧密,能源流动变化复杂,在优化运行方面相较于传统电网有较大差别。针对综合能源系统优化运行问题的研究现状进行了全面整理,首先介绍了综合能源系统的组成,对电力、热力和天然气的网络潮流模型的研究现状进行了归纳分析;其次对优化运行方法进行了分类总结,分析了现有方法的优缺点和难点;最后进行了展望,指明了综合能源系统优化运行未来的研究方向。     

面向碳中和的综合能源系统全过程服务实践

综合能源系统主要面向城镇区域、工业园区、建筑综合体等建设的能源基础设施,是从低碳能源供应侧、输配网络、储能到用户需求侧“源网荷储”一体化的低碳能源系统。本文以山西·潇河新城综合能源项目为例,从不同能源技术路线比选、优化配置区域能源岛方案、自主研发的智慧运维管理平台等方面,探讨了综合能源系统全过程服务在以运营为目标的能源系统方案优化、智慧化建造运维的价值。     

综合能源系统中热力子系统的稳态特性分析

综合能源系统（integrated energy system,IES）涵盖能源形式多样,涉及运行模式复杂,包含控制设备和耦合环节丰富,给其稳态建模和稳态潮流计算带来了挑战。为了获取综合能源系统中热力子系统的稳态特性,给出了典型综合能源系统的拓扑架构;分别建立了电力子系统、热力子系统、冷力子系统和分布式能源站的稳态模型,进而建立了混合潮流模型,并利用Newton-Raphson算法进行了混合潮流求解;分析了热力子系统的关键技术参数（包括源节点的供水温度、负荷节点的出水温度、热网管道的长度和直径、热负荷功率）变化对综合能源系统稳态潮流的影响。分析结果可支撑综合能源系统的规划、设计及优化运行。     

太阳能空调系统设计中人-机-环境关系的优化与分析

传统空调系统的使用需要花费大量的常规能源,由此给能源和环境带来很大压力.解决的途径之一是利用太阳能驱动空调机.随着太阳能应用技术的日益成熟,太阳能空调系统进入小康住宅的比例将会越来越高.然而,太阳能空调的大量使用也会带来一系列人-机-环境关系问题.本文运用人-机-环境系统工程理论,以谋求人、机、环境三大要素最佳综合效益为目标,对系统各要素及其相互关系进行了分析,指出了优化三要素之间关系的方向.     

“泛在电力物联网与综合能源系统关键技术”专题特约主编寄语

为了提高新能源在终端能源消费中的比例、促进能源转型,泛在电力物联网与综合能源系统概念应运而生。泛在电力物联网通过广泛互联能源设备、可控负荷、储能、可再生能源发电单元等,利用物联网技术搭建传感器网络,通过人工智能技术进行全维度态势感知、全时段优化控制、多主体友好互动。综合能源系统通过对多能流进行多级利用和整体调度,能有效改善分布式可再生能源“消纳难”的问题,提高能源综合利用率。泛在电力物联网和综合能源系统,二者相辅相成,可形成包含多能流、大数据的能源互联网体系。泛在电力物联网与综合能源系统将成为能源及电力工业发展的热点。     

电转气成本特性对电–气–热综合系统调度的影响

电转气技术是一种有前景的连接电网与燃气网的方法,将广泛应用于电-气-热综合能源系统中,以提高其运行灵活性。然而,电转气较高的运行成本将影响其在综合能源系统中的应用。该文提出计及电转气成本和风电利用率的电-气-热综合能源系统调度模型,分析电转气成本特性对综合能源系统调度的影响。首先,介绍包含电转气的电-气-热综合能源系统,并对电转气的各种运行成本进行分析,以获取电转气的成本特性。然后,提出一种多目标综合能源系统日前调度模型,以协调综合能源系统运行,达到运行成本与风电利用率之间的最优折衷。最后,采用ε约束法和熵权法对模型进行求解。仿真分析表明:电转气成本特性对综合能源系统的调度有显著影响,该模型可有效得到最优折衷解。     

基于遗传算法的辊筒棒磨机多目标优化设计

为了优化辊筒棒磨机的磨矿过程,选取影响磨矿性能的主要因素,利用量纲分析法对磨矿特征进行描述,并结合实验数据,建立磨矿过程的多目标优化模型;利用遗传算法对模型进行求解,得到Pareto最优解集,采用优劣解距离(TOPSIS)法寻得多目标优化问题的一组最优解,并对结果进行分析。结果表明:进行多目标优化后,棒磨机产率提高了5. 46%,能源利用率提升5. 04%,磨矿产物的均一性指数增大1. 088,有效地提升了辊筒棒磨机的综合性能。     

特约主编寄语

为了提高新能源在终端能源消费中的比例、促进能源转型,泛在电力物联网与综合能源系统概念应运而生。泛在电力物联网通过广泛互联能源设备、可控负荷、储能、可再生能源发电单元等,利用物联网技术搭建传感器网络,通过人工智能技术进行全维度态势感知、全时段优化控制、多主体友好互动。综合能源系统通过对多能流进行多级利用和整体调度,能有效改善分布式可再生能源“消纳难”的问题,提高能源综合利用率。     

面向泛在电力物联网的综合能源系统规划模型

泛在电力物联网建设一个重要方面便是实现更多终端小微设备的接入,使得数据的获取更加海量和多元化,实现数据流和能量流的深度融合,而综合能源系统是泛在电力物联网价值的重要实现形式。综合能源系统在其规划运行中涉及多种能源类型和海量数据,是一项复杂工程,因此面向泛在电力物联网建设进行综合能源系统的规划思考,提出综合能源系统规划的可靠性、经济性和区域差异性原则,建立了综合能源系统规划的基本模型,以及系统综合效益评价指标体系,并对系统规划运行的数据需求进行了分析,提出一套完整的综合能源系统规划思路方法。研究成果为我国综合能源系统的建设和实施提供理论依据。     

考虑风电消纳的电-热综合能源系统经济运行研究

为解决能源短缺等问题,各国为可再生能源的发展给予大力支持.但由于可再生能源具有随机性、波动性等特点,难以进行运行调控.如何增大可再生能源的消纳成为当下的研究热点.该文针对风电消纳问题进行研究,将电锅炉、电转气技术及储能设备引入综合能源系统中,并考虑电力需求响应负荷.系统总成本中考虑设备投资与运维成本、购电与购气成本,建...     

小型能源总线系统全年动态热力性能仿真分析

能源总线系统是集成化规模化应用区域内的可再生能源及未利用能源的低碳区域能源系统。本文以TRNSYS为仿真平台,构建基于浅层地热能利用的土壤源与地表水源集成形式的能源总线系统各个部件的理论模型,对系统进行全年变工况动态逐时仿真研究,计算小型能源总线系统应用于金茂崇明低碳实验社区的全年逐时热力性能。研究结果表明,能源总线系统的全年系统综合热力性能系数达3.5,而常规方案的系统综合热力性能系数均小于1.5,节能率和减碳率均大于20%,实现了可再生能源利用与能量回收综合效益。     

多能互补分布式综合供能系统及典型开发方案研究

多能互补分布式综合供能具有绿色、低碳和高效等典型特征,已经成为国内外能源领域研究与发展的重点。论述了多能互补分布式综合供能系统的基本概念、主要技术特征、系统主要构成与关键技术等,并以国内某典型科技创新园为例,分析其负荷需求和资源禀赋,开发了"五化一体"综合供能实施方案。该方案以燃气分布式、分布式光伏、分布式风电、污水源热泵和储能为供能主体,构建了电力、热力、冷煤水、燃气和中水等能源网络,并借助智能化技术实现供能系统的优化运行,满足不同用能主体用能需求。最后,针对我国多能互补分布式综合供能系统发展现状与存在的问题给出相关建议。     

二自由度内燃机曲轴-吸振器系统的分岔分析

分析了当外激励频率等于吸振器的固有频率且是曲轴的固有频率的2倍的条件下,系统发生1:2内共振时的吸振器的分岔特性。首先由复规范形法得到了平均方程,结果表明曲轴的零点不是系统的唯一解,系统还可能有其他的解。再由奇异性理论分析了当曲轴的振幅为零时吸振器系统的分岔特性。得到了吸振器系统的转迁集和转迁集上相应的分岔图。对吸振器系统分岔行为研究,有助于内燃机曲轴的吸振器参数的优化设计。     

基于虚拟储能的综合能源系统分布式电源功率波动平抑策略

针对含分布式可再生能源的热电联供综合能源系统,提出一种基于虚拟储能技术的热电联供综合能源系统联络线功率波动平抑策略。分析了综合能源系统中热电联供系统的结构特点与电热耦合方式。热电联供综合能源系统中的可控设备包括微型燃气轮机、热泵、蓄电池和超级电容。虚拟储能系统是基于建筑物蓄热特性的模型。引入可控设备及虚拟储能系统状态指标,采用加权滑动平均滤波算法确定联络线目标平滑功率;将联络线波动功率在可控设备间分配,并基于设备状态映射表,引入设备修正系数以确定其最终出力。在上海某高校"中意绿色能源实验中心"进行验证,结果表明,所提策略能够实现电热耦合协调,保证功率波动平抑效果,在满足虚拟储能状态约束的前提下,保证客户的舒适度,延长可控设备的使用寿命,并充分发掘热电联供综合能源系统的控制灵活性,增强分布式可再生能源的综合消纳能力。     

互联网与能源系统的融合形态与技术

基于互联网技术和互联网思维推进能源系统与信息网络的深度融合,构建多种能源优化互补、供需互动开放共享的能源系统和生态体系,是能源系统发展的新趋势。本文基于互联网技术发展的背景,阐述了互联网与能源系统融合的驱动力,探究了互联网与能源系统融合的基本形态,提出了互联网与能源系统融合的分阶段发展形态,即智能化、透明化、智慧化;最后,提出了互联网与能源系统融合的相关关键技术。     

混杂Petri网在企业能源系统建模中的应用

能源模型是一种能源系统工程的研究方法,企业级能源模型是研究企业级能源系统的重要手段,也是企业系统节能的基础。总结国内外各种能源模型,并在对钢铁企业生产流程分析研究的基础上,抽象出主要能源流程,利用混杂Petri网(HPN)对整个钢企的能源系统建立能源模型,给出基于Stateflow的能源系统HPN模型的仿真步骤,并给出实例,为进一步分析和优化能源系统提供了支持。     

基于CPS的楼宇能源系统的供需互动协调控制方法研究

该文在当前建筑能源系统供需互动与协调控制效果研究的基础上,提出了CPS建筑能源系统的互动与协调控制方法,优化了建筑能源供需互动友好平台架构,完善建筑能源供需联动CPS服务节点功能,构建CPS建筑能源系统物理感知系统,确保建筑能源系统供需联动协调控制的安全性和准确性,进一步完善建筑能源系统供需互动协调控制管理算法,实现建筑能源系统的科学调控。最后,试验证明,基于CPS的建筑能源系统供需互动协调控制方法在实际应用过程中具有较高的实用性。     

能源发展战略和规划的系统优化问题讨论

能源是经济社会发展的重要基础，是十分重要的经济部门。由于能源系统十分复杂，又和经济社会发展本身有密切的互动关系，投资总量巨大，所以能源系统的优化意义重大。力求为能源系统的合理发展和优化发展确定目标和具体路径，防止出现系统的失误，避免系统性的巨大损失。     

拉索-弹簧系统的振动特性研究

将拉索简化为一根张紧弦,并将辅助索对拉索的刚度贡献简化为一根弹簧所提供的刚度,基于拉索-弹簧系统的动力学方程,采用分离变量法得到了拉索-弹簧系统的特征方程.研究了当弹簧刚度取极限值时特征值(振动频率)的极限解,由此确定了特征值的存在范围.当弹簧靠近锚固端时,由一阶泰勒展开得到了特征值的迭代解和近似解.分析了弹簧刚度和安装位置对拉索振动频率的影响,研究了针对提高低阶模态振动频率时弹簧的优化设置位置.研究结果为进一步研究辅助索减振设计问题提供基础理论依据,对辅助索减振设计也有一定的参考价值.