基于泛在电力物联网的多能互补综合能源服务平台建设及应用

针对江苏省无锡市红豆工业园能源利用效率低与管理模式粗放的问题,国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司通过拓展综合能源服务市场,从构建园区泛在电力物联网、实现园区多能互补与管理一体化、建立园区市场化交易机制3个方面,在工业园搭建了基于泛在电力物联网的多能互补综合能源服务平台,实现了区域能源科学调度和协同运行,提升了客户能源管理的精细化水平,降低了企业用能成本。     

可再生能源多能互补系统多主体效益均衡模型

清洁能源发电出力具有较强的不确定性。传统的效益分配的方法仅以交易量为依据,无法保证备用机组参与的积极性。首先基于Shapley值法和Solidarity值法构建了可再生能源多能互补系统多主体效益基础分配方法,并引入成本、贡献和风险因子构建了改进分配方法;其次设计了可再生能源多能互补系统构成结构和交易策略,并构建了系统净效益测算模型;然后构建了以效益最大化为目标函数的运营优化模型;最后选取某实例对象,设置多种情景,算例分析证明了所提方法的有效性。     

能源互联网多能流的耦合模型及动态优化方法综述

将分布式可再生能源和互联网技术相结合的“能源互联网”概念为解决人类的化石能源危机提供了可行路径。能源互联网将打破电、气、热等不同能源系统间的壁垒,实现多种能源的综合高效利用,支持大规模可再生能源的广泛接入,成为耦合多能流的开放互联新型能源供应系统。首先基于能源互联网的相关研究,归纳了能源互联网的多能流耦合特征。接着介绍了多能流耦合模型的构建方法,根据能源组网的结构和用能形式的不同,分析了能源互联网的多能流交互机理。在此基础上对能源互联网的优化模型和多能流多时间尺度动态优化方法、以及计及空间尺度的多源互补动态优化方法进行深入剖析,将为能源互联网建设提供理论基础。     

多能源网络的广义电路分析理论——（一）支路模型

多种能源形式的互补与耦合为多能源系统集成带来巨大价值,但不同能源形式遵循不同的物理规律和数学表征形式,为综合分析与协同优化带来了挑战。文中基于拉普拉斯变换这一分析系统动态过程的有力工具,提出了多能源网络的广义电路分析理论。首先,建立了多能源网络支路层能量流的统一数学方程,提出了以拉普拉斯变换为基础的广义电路建模方法,将多能源网络在时域的复杂传输特性转换为拉普拉斯域简单的代数问题,提出了各能源系统能量流的分布参数电路模型,进一步提出了以"支路"为整体单位的支路层能量流集中参数传输模型。文中提出的多能源网络广义电路支路模型能够科学地分析支路层能量流的稳态与动态特性,揭示多能源网络能量流的共性,为多能源系统全网络分析奠定基础。     

计及相关性的电-气互联区域综合能源系统概率多能流计算

可再生能源的规模化接入增加了电-气互联区域综合能源系统中的不确定性,同时随着电力系统和天然气系统耦合程度的加深,耦合环节负荷的波动对整个电-气互联区域综合能源系统能流产生的影响日趋显著。首先,建立基于能源集线器模型的电-气互联区域综合能源系统稳态多能流计算模型;在此基础上,考虑可再生能源出力、电力系统负荷、天然气系统负荷和耦合环节负荷的波动性,并计及电力系统负荷和天然气系统负荷间的相关性,提出电-气互联区域综合能源系统中输出状态变量半不变量的计算方法;最后使用Cornish-Fisher级数展开法来拟合输出状态变量,得到输出状态变量的概率分布。在修改后的IEEE 33节点配电网络与天然气11节点网络耦合而成的电-气互联区域综合能源系统上进行算例分析,验证了所提方法的有效性、快速性和实用性,同时分析了耦合环节负荷不同波动水平和电力系统负荷与天然气系统负荷间相关性水平对概率多能流计算结果的影响。     

大规模区域型微网集群的去中心调度

由于未来区域型微网的经营者不同,为了满足不同经营者之间信息隐私的要求,同时为了应对未来大规模微网并入集群带来的计算挑战,本文采用Dantzig-Wolfe分解方法(Dantzig-Wolfe Decomposition, DWD)以去中心的方式分布式求解区域型多能互补微网集群优化调度问题,并与另外3种分布式分解算法进行对比分析。针对总线型的微网集群,本文验证了所提DWD分解算法在冬季场景下的有效性,且其可在较少迭代次数内收敛到最优值。不同于其余三种分布式分解算法,DWD算法迭代次数随着微网数目的增加变化很小,很适合应用于未来大规模微网并入集群的场景中。     

考虑柔性负荷的能源互联型园区综合能源优化研究

随着当今社会的发展,传统电力系统已不能满足时代发展的需求。多种能源接入电力系统,形成能源互联系统势在必行。能源互联网基于信息化和智能管理等技术,能有效提高多能源系统的利用效率,增强能源设备之间互联互通的能力,受到广泛的重视。文章基于能源互联网技术,提出一种智慧园区的构建方法。综合考虑智能家居构成的柔性负荷,以日运行经济成本最优为优化目标,建立了智慧园区的优化调度模型。通过算例分析了园区各能源设备的工作情况,验证了所提模型的准确性和有效性。     

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。     

西藏可再生能源开发适宜度评价

以西藏太阳能、风能、水能三大可再生能源为研究对象,运用空间多准则决策法,选取能源资源禀赋、地形地貌、道路交通和土地利用等相关的评价准则与指标,对西藏可再生能源开发适宜度的时空分布进行评估。结果表明：西藏约80%的区域全年可开发三大可再生能源;藏西北适宜太阳能、风光互补开发,藏东南适宜水能、水光互补开发,全区几乎无可进行风水互补和风光水互补开发的区域。     

适用于多能源长输电线系统实时仿真的建模方法

随着多能源不断接入电网，对多能源长输电系统的仿真研究得到了越来越多的关注。为了进一步提高多能源长输电线系统的仿真效率和实现系统的大规模仿真，提出一种基于长输电线路模型法的仿真接口算法。同时，针对电磁暂态迭代计算中出现的延时问题，提出一种对分割接口进行延时补偿的方法，使得系统在仿真时具有更高的仿真精度。其中，在模型接口算法中采用受控源作为分割接口的控制对象，以实际多能源多电压等级长输电线系统为算例，分别在Matlab/Simulink、实时仿真机(UREP_300)和RT-LAB仿真平台中进行验证。结果表明：设计的长输电线模型(transmission line model, TLM)接口算法与分布式接线用于长输电系统传输时的暂态和稳态结果基本一致，该接口算法适用于离线仿真与实时仿真平台，在提高仿真效率方面具有一定的优势。