考虑储能的工业园区综合能源系统日前优化调度

城市能源互联网系统通过互补和能量梯级利用,实现能源资源的有效整合,在能源生产和消费革命中起着重要作用。城市能源互联网建设的关键之一是建立城市工业园区综合能源系统。因此,围绕一个存在电、热、冷、天然气等多种能流并服务于生产生活负荷统筹的工业园区综合能源系统开展了建模,结合系统储能特性,提出了日前运行优化调度模型。该模型综合考虑了供能管网和储能水罐储能特性及其对经济效益的影响,针对涉及生产生活用能的工业园区进行优化,同时对供能管网储能能力进行量化。这一技术被应用于某实际工业园区,进行冬季供暖工况运行调度优化。储热水罐的出力优化增加了系统设备组合的灵活性,而热网热惯性的考虑稳定了机组出力。优化方案表现出更好的经济性和输出稳定性,单日节省运行成本1 445元。     

基于风险评估的高压电缆巡检周期优化模型

高压电缆日常巡检与消缺工作能够及时发现并消除电缆故障隐患,是降低故障率的有效措施。但忽略风险差异的定期巡检方案会导致人力资源被浪费在不必要的检查与测试环节。为了保证电缆可靠运行且兼顾经济性要求,该文提出了基于风险评估的高压电缆巡检周期优化方法。首先针对历史故障数据,提出了一种高压电缆故障数据记录方法,计算电缆故障频率。其中将电缆线路按照巡检目标分为电缆通道、本体、中间接头、终端与接地系统五部分,并引用失效危险指数(IFC)模型计算各部分的故障频率;之后结合线路故障修复时间与线路重要性,计算电缆线路各部分的风险;并考虑电缆系统运行风险阈值,针对不同线路各部分的风险差异实现巡检周期优化计算。以某地区电缆线路为例应用上述方法,结果表明:基于IFC模型的故障频率计算方法无需人为干预,且在故障样本较少的条件下仍能产生有效结果;基于风险评估的巡检周期优化方法能够合理制定巡检方案,有效降低电缆运行风险,优化后电缆系统风险可降低70%。     

基于等流量法缩减空间策略的水电站调度方法

采用合理的调度方法可有效提高水电站发电效益。模拟方法容易获取可行解,但不能提供最优解;优化方法能够求得最优解,但往往因搜索空间过大而求解不理想。本文考虑两者特点,提出基于等流量法缩减空间策略的水电站调度方法,即利用等流量法模拟调度过程,缩减搜索空间,在缩减空间内利用优化方法求解模型。实例研究表明：该方法适合群智能算法求解水电站调度模型;在相同群智能算法和水电站调度模型下,缩减搜索空间后,多年平均发电量、保证出力提升显著,多年平均弃水量明显减少。此外,群智能算法在缩减空间内的收敛速度更快,标准差更小。因此,该方法能够有效提高群智能算法求解的优化程度、收敛速度和稳定性,可为水电站调度提供重要参考。     

海绵城市建设雨水基础设施优化配置研究进展

气候变化和快速城市化改变了城市生态水文循环过程,加剧了水资源短缺、水环境污染、水生态破坏、暴雨洪涝灾害等城市问题。为获取低影响开发措施（low impact development,LID）/绿色基础设施（green infrastructure,GI）与城市灰色基础设施耦合系统空间优化配置方案以及多目标成本-效益最优曲线,本文系统归纳了不同规划目标导向下新建、改建城区海绵城市建设核心指标与控制要点;针对现有研究中的科学和技术问题,构建了雨水基础设施区域优化配置模式,主要由雨水基础设施性能指标数据库、成本效益定量化及计算机辅助决策三部分构成。探讨了数值计算和模型模拟中典型LID设施的关键参数及其性能指标;基于环境经济学理论分析了海绵城市建设成本和效益指标定量化方法;探索有限成本投入下,改善城市水环境、水生态、水资源、水安全的多目标智能优化算法,结合模型模拟以实现城市生态水文良性循环和可持续发展。     

后置导叶对潮汐双向贯流式机组性能的影响

潮汐双向贯流式水轮机与常规贯流式水轮机的重要区别在于其需要兼顾正向和反向来流工况。为了均衡提升双向贯流式水轮机正反向运行条件下的性能,针对某潮汐双向贯流式水轮机,本文采用商业软件ANSYS CFX,研究了不同后置导叶位置和数量对双向贯流式水轮机性能及内部流动特性的影响。对比结果可知,后置导叶位置和后置导叶数量对机组反向发电时的性能影响较大,后置导叶安放位置系数为0.5和后置导叶数量为8时,机组总体性能较好。随着后置导叶数量增加,正向工况时尾水管水力损失减小,后置导叶通道水力损失反而增大;反向工况时转轮水力损失不断减小,转轮效率逐渐增大。研究成果为潮汐双向贯流式水轮机关键过流部件的优化设计提供技术参考。     

城市社区尺度降雨径流快速模拟——以福州市一排水小区为例

随着城市化进程的不断加快,我国城市正面临着越来越严峻的洪涝问题。本文在社区尺度上构建雨洪管理模型（SWMM）,使用遗传算法率定SWMM模型参数;在对研究区降雨分析的基础上,采用模糊识别法筛选出最具代表性的两种雨型;基于不同的降雨情景与SWMM模拟值组成的数据集,建立长短期记忆神经网络（LSTM）模型模拟研究区降雨径流关系,并使用不同工况评估了LSTM模型效果。结果表明,LSTM模型对降雨径流的模拟与SWMM模型基本吻合,而其对洪峰流量的拟合略有偏差。在较小降雨下,LSTM模型模拟洪峰流量较SWMM输出结果偏小;在较大降雨下,模拟结果偏大;在中等降雨时,模拟效果最好。此外,50个隐含层单元的拟合效果更好,但同时更多的隐含层单元对洪峰流量拟合效果更好。     

多场景下梯级水-光-蓄容量配置与优化运行研究

四川省小金县地势东北高、西南低,且光照、水资源丰富,有利于修建梯级水-光-蓄互补电站,但是水-光-蓄的容量配置将极大地影响系统经济性。计及光伏分钟级尺度下出力波动性强,提出了在分钟级多场景下新的梯级水-光-蓄容量规划方法。从提高互补电站的经济效益与外送稳定性等角度,首先,建立投资最小与外送波动最小的梯级水-光-蓄互补电站容量配置与优化运行双层规划数学模型;其次,详细描述了基于粒子群与序列二次规划算法的双层规划算法模型求解方法与执行步骤;最后,在多场景下对双层规划模型的准确性和合理性进行了分析。分析表明,配置5 MW抽水蓄能机组能够使得梯级水-光-蓄互补系统具有最大投资效益比,且缓解外送功率波动高达11.7%。     

基于环境和经济双重约束的电源结构优化研究

电力工业对国民经济的发展起着先导和支撑作用,是能源发展的战略中心。同时,电力工业在中国节能减排和能源结构转型升级中担任重要角色。首先,结合"十三五规划"对能源发展的新要求,运用目标规划理论建立兼顾环境和经济目标的电源结构优化模型,研究电源资源的可持续发展问题;再以四川省电源结构资料为例进行仿真计算,利用碳价格系数,寻求经济与环境双重利好下的电源结构目标,验证所建模型的合理性和可行性,为电源结构优化问题研究提供一种新的思路和途径。     

基于灵敏度分析的电力系统无功优化方法研究

无功功率合理优化可以降低网损,提高系统运行经济性。本文基于灵敏度分析提出无功功率优化方法,可以快速调节系统无功功率,方法简单有效。通过计算各无功可调节点对网损的实时灵敏度,根据灵敏度计算结果调节无功功率,可以有效减少系统有功网损。最后,通过某实际系统算例验证了本文方法。     

计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度策略

需求响应聚合商通过需求响应聚合用户的可转移负荷和可削减负荷,提高区域综合能源系统运行的灵活性和经济性。考虑综合能源系统运营商和需求响应聚合商之间的交互博弈关系,建立了计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度模型。上下层分别以区域综合能源系统运营商和需求响应聚合商经济收益最大为目标,利用KKT条件和线性化方法将双层模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解。结果显示,通过分时电价和需求响应补偿价格引导用户调整用能计划,可在提高综合能源系统运营商和需求响应聚合商的利润的同时实现削峰填谷,减少对电网安全稳定运行造成的影响。