数据中心综合能源系统优化运行研究综述

作为数字基础设施的重要载体,数据中心的数量和规模不断增长,导致系统能源消耗与日俱增,运行成本成倍上升。而综合能源系统(integrated energy system, IES)是以电力系统为核心,涵盖供电/气/冷/热等能源产供销一体化的复杂系统,其优化运行可实现对多种能源的综合管理和经济调度,采用IES替代数据中心的供能系统将是降低数据中心运行成本的有效方案。目前对IES的典型架构尚未明确定义,对基于数据中心的IES优化运行问题鲜有研究。首先介绍了IES以及基于数据中心的IES典型物理框架;其次分析了系统中耦合型运行设备的物理模型和能源集线器(energy hub, EH)及其扩展模型在系统中的应用;在此基础上,总结和梳理了国内外IES及基于数据中心的IES的优化运行现状,并提出了基于数据中心的多能源输入-多能源耦合-多能源输出的运行方式;最后,对基于数据中心的IES中能源不确定性及负荷预测、能源动态建模、优化调度策略及效益评价等重点发展方向和潜在的可研究内容进行了展望,以期为未来相关的项目落地、仿真研发等提供参考和借鉴。     

考虑电动汽车和需求响应的电-热-水多能耦合系统经济调度

在水电联产机组装机容量不断增加的背景下,提出一种考虑电动汽车充、放电策略和用户需求响应的电-热-水多能耦合系统经济调度方法。首先,构建电-热-水多能耦合系统的基本结构,并分析各系统之间的耦合机理;然后,以调度过程中发电、产热和海水淡化的总燃料成本最小为目标,建立考虑电动汽车充、放电策略和需求响应的多能耦合系统经济调度模型;最后通过仿真算例对所提方法进行验证,结果表明：所提方法有利于实现系统低碳经济运行。     

多能信息交互支撑的综合能源协同优化调度对综合供能可靠性影响分析技术

多能信息互联打通了不同能源系统间的信息交互通道,使跨系统的能源综合调度成为可能,进而可实现紧急状态下的多能相互支撑,为综合能源系统整体供能可靠性的提升提供了新的手段。以能源集线器(energy hub,EH)作为信息集成与多能交互的核心,建立多能信息互补优化方法,对多能协同过程进行精准刻画与通用计算;在此基础上提出了基于影响增量的可靠性评估方法,整合事故发生概率与负荷削减信息,得到量化可靠性指标;进而,提出了协同优化、多能互补对系统供能可靠性的影响分析技术。在算例分析中验证了所提方法的精度和效率,合理的多能协同模式能够提升系统可靠性,还可促进可再生能源的高比例接入。     

排污权交易下的多能源联供系统优化调度

随着节能减排与能源高效利用的不断推进,基于能源综合利用的多能源联供系统解决了多种能源的供应问题,是供能技术发展的方向和趋势．结合目前相继出台的排污权交易（Emission Trading）机制,提出排污权交易下的多能源联供系统优化调度方式．首先分析完全竞争和寡头竞争市场模式下的排污权交易价格,通过理论分析获得多能源联供系统的排污权交易成本的数学期望．在此基础上,以系统成本最小为目标,考虑供需平衡约束以及能源平衡约束,提出多能源联供系统的优化调度模型,并运用非线性原一对偶内点算法求解该模型．最后,以具有热电联供特征的广东理文造纸有限公司为例说明所提出的优化调度方式的有效性和可行性．     

计及灵活热负荷的综合能源服务商购电策略

作为未来综合能源系统背景下的能源零售主体,综合能源服务商需要对用户不同类型的需求响应（demand response, DR）资源进行有效调控,从而应对不同类型能源市场的价格波动风险,优化市场购电策略,降低能源购置成本。首先根据未来综合能源服务商的基本运营模式,构建了用户不同类型负荷响应特性模型;其次,针对综合能源服务商在运营过程中面临的主要不确定性因素,以其在不同类型市场中能源购置成本最小为目标,构建了计及DR资源的两阶段随机市场购电决策模型。最后通过算例仿真,验证了随机模型的有效性,分析了灵活供热负荷对综合能源服务商购电策略的影响。     

“多能源同盆共存”中铀的煤地球化学研究现状及思路

在阐述“多能源同存共盆”研究理念的由来和产生背景的基础上,从煤地质学的角度,指出了多能源同盆共存理论现有认识中的不足和亟待解决的问题,阐明了在多“能源同盆共存”统一背景下铀的煤地球化学研究的必要性和紧迫性.指出,强化对煤系烃源岩型（或煤系有机岩即煤岩型及煤系泥岩型）铀的富集机理和赋存规律的专项研究是建立“多能源同盆共存”理论的重要基础,进一步深入展开对煤中微量元素、常量元素与铀的赋存状态及其相互关系研究,查明煤中某些显微组分与铀相关性、油气转化过程中铀的地球化学行为,是煤地球化学在建立“多能源同盆共存”理论中应发挥的重要作用.     

浅谈水风光一体化在金沙江流域的典型应用

为实现"二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取到2060年前实现碳中和"的目标,非化石能源消费在终端能源消费的占比中需不断提升。金沙江流域风光水资源丰富,具备一定的出力互补特征,依托存量及增量的大中型水电站的调节能力和送出通道,具备"风光水一体化"开发应用的基础和优势。结合金沙江流域的水风光特性和现状分析,对风光水多能互补的优势和应用的关键问题进行了探讨。     

计及需求响应和储能的电-气综合能源系统优化调度

为实现电-气综合能源系统（integrated electricity-gas system，IEGS）优化经济运行，计及多元储能（multi-energy storage，MES）设备和综合需求响应（integrated demand response，IDR）项目的有效配合，提出了一种适合于区域IEGS的优化调度模型。在所构建的优化调度模型中，结合不同用能负荷的需求响应特性，并基于电力和天然气等能源的分时价格，分别从可削减负荷、可转移负荷和可替代负荷等方面对用户IDR响应量进行精细化描述，使其有效配合IEGS中MES设备运行，从而最小化系统运行成本。通过相关算例验证了所提模型的有效性，仿真结果表明，区域IEGS运营商通过综合应用MES和IDR，可充分发挥电力负荷和天然气负荷的时空互补特性，最大程度地提升系统的风电消纳能力，并进一步减少系统运行成本。     

考虑P2G及多能融通的分布式能源网络优化调度

研究分布式能源网络(Distributed Energy Network, DEN)是解决传统分布式能源系统(Distributed Energy System, DES)动态供应错位问题的迫切需求。电转气(Power-to-Gas, P2G)技术及多能源融通在促进DEN发挥最大价值的同时,使其协调控制变得更加复杂。基于此,文章研究考虑P2G及电热气融通的DEN调度问题。以DEN运行成本最小建立数学模型,并在目标函数中考虑弃风、弃光成本,采用一种改进粒子群算法进行求解。结果分析表明,模型可通过优化能源供给方式,以最小运行成本满足不同用户的动态能源诉求;引入P2G实现富余电能的大范围时空平移,带来一定环保效益;构建多能融通网络,能够协调不同用户供需之间的差异性;考虑P2G及多能融通的DEN调度更为灵活、精准,综合性能优异。文章研究为未来DEN建设提供一定参考。     

可再生能源多能互补的分布式能源系统两级超结构模型

针对现有分布式能源系统设计受区域、资源和政策差异性的影响,建立了一套考虑可再生能源多能互补的超结构模型框架和通用求解方法。通过对系统流程结构和单元设备物理特性的逻辑描述,确定模型输入输出参数。引入强制进化随机游走算法,实现不同用能负荷需求、可再生能源形式和区域条件的求解计算。将提出的优化模型应用于具体算例,根据资源、设备条件和逐时负荷需求,确定了设备组合配置和运行方案,验证了该模型的实用性。