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。     

基于数字孪生模型的工业供热系统调度平台

提出基于数字孪生模型的工业供热系统调度平台。调度平台先通过对历史运行经验进行总结和归纳,生成不同的调度方案,并对生成的调度方案进行遍历和预演,排除实际中无法实现的调度方案,提高调度决策的可操作性和合理性。然后,通过数字孪生系统根据优化目标对预选调度方案进行对比,最终得出最优的调度方案。针对某高峰负荷时段管网末端用户蒸汽压力低于达标值的情况,利用调度平台对全网用户的蒸汽品质(压力)进行优化。优化后末端用户的实测蒸汽压力均达标,说明调度平台的优化效果明显。     

面向工业电热综合能源系统的蒸汽管存效应研究

为研究蒸汽系统的热惯性从而解决工业园区低碳能源系统调度难题,提出了反映蒸汽时空传输特性的蒸汽系统动态分析模型,建立包括5个存储关键参数和3个指标的蒸汽储能虚拟模型,用于量化热惯量。对163节点城市规模蒸汽系统运行过程中的热惯量进行了量化,其中该蒸汽网络在0.5 h调度周期下的净储热量可达7 440.3 kg,放能能力达到了10.16 t,平均放能利用率达到了14.59%,为工业园区蒸汽系统分析和运行优化提供了定量依据。     

基于代理模型模式匹配的锅炉实时操作优化

为了提高电厂燃煤锅炉操作优化的有效性与实时性，提出新的基于代理模型模式匹配(PMAM)的建模框架.提出主蒸汽流量的滞后性计算方法.采用改进的模式匹配优化模型，计算历史优化操作库.引入工况注意力机制参数、状态参数区间频率法及调控最小的3层方案优化机制，确保模式匹配方案的有效性.采用神经网络算法预建模构建锅炉操作优化的代理模型，基于代理模型表征模式匹配步骤，使得本文方法可以适用于在线应用.案例结果表明，利用提出的模式匹配优化模型，能够有效地寻找优化的锅炉操作方案，工况相似度大于95%，可以使得锅炉效率提升1.92%；训练的代理模型均方误差小于0.35%.与传统方法相比，本文方法避免了优化求解带来的泛化误差影响，在提升锅炉效率的同时，具有高可靠性及实时性.     

基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法

电厂系统高精度映射模型是智慧电厂先进调度控制的核心技术,传统现场试验获取数据的方法成本高、时间长,而在线机理模型仿真依赖高成本的仿真系统。文中提出一种基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法。首先离线建立热力系统的结构机理映射模型,通过有限试验工况的运行数据对模型进行辨识修正;构建所需多工况条件,采用仿真系统运行高精度机理映射模型获得拓展的多工况运行样本数据;基于多工况运行样本数据,采用数据建模方法建立热力系统的数据代理映射模型,并脱离机理仿真系统加以运用。以某热电联产机组为案例的分析表明,基于神经网络建立的数据代理映射模型与机理映射模型计算结果的误差在1%以内,具有较高的一致性。     

基于映射模型的城市热网热能输运灵活性研究

为了分析源荷不确定下的热网热能灵活输运问题,开展基于映射模型的城市热网热能输运灵活性研究. 采用机理建模与运行数据辨识结合的热网高精度映射建模方法,建立与物理热网行为特性一致的映射模型,通过模型特征参数估计,提高仿真计算精度. 同时,在此基础上提出量化分析热能输配灵活性的方法. 结合某北方城市热网开展多样化供需组合条件下的灵活性定量评估,并将该分析方法与现有管网可靠度理论进行对比. 对23个热力站开展灵活性与管网可靠度分析,对比结果表明,灵活性更侧重分析管网整体的灵活输运能力,可以用于管网输运瓶颈的分析,可靠度更侧重分析热网中元件本身的属性,可以用于管道容量及可靠性的分析. 该灵活性分析方法可以为提升热网调控灵活性奠定理论基础.     

基于粒子群优化算法的蒸汽热网改造研究与验证

在工业蒸汽热网中,用户需求的不断增长与管网结构的日趋复杂导致局部管路过载、供汽参数不达标等不利工况的出现愈加频繁,亟需寻求针对改善供汽品质的通用管网改造策略.相较于传统人工计算方案,提出一种模型与优化结合的蒸汽热网改造方法,即首先建立蒸汽热网机理仿真模型,其次依据实际运行数据对模型进行验证,最后引入粒子群优化算法定量确定可最大化提高用汽品质的新建管段位置,并结合某工业园区蒸汽热网对该方法进行了应用验证.结果 表明,应用该方法改造热网后,供汽品质的改善与模型预测的结果具有较好的一致性,按照该方法生成的热网优化改造方案可有效解决末端供汽参数不达标的问题,证明仿真优化技术能为工业园区蒸汽热网改造规划提供可信的决策支持.     

基于非支配排序遗传算法-Ⅲ的工业园区综合能源系统多目标优化调度

为发挥综合能源系统多能高效协同优势,提出工业园区综合能源系统优化调度模型.首先建立工业园区综合能源系统机理模型.其次,构建了包含经济、环保和可再生能源占比的工业园区综合能源系统多目标优化评价体系,并以此为基础建立多目标优化调度的混合整数线性规划模型.最后,本文采用更具收敛性的非支配排序遗传算法-Ⅲ (NSGA-Ⅲ)对该...     

供热管网蒸汽输配过程质能平衡研究及损耗组成分析

蒸汽供热是我国工业用能的重要组成部分,但目前热电厂和热力公司对蒸汽供热管网管控水平参差不齐。通过构建供热管网蒸汽输配过程模型和建立质能平衡方程,可以对输配过程损耗进行计算和分析。结果表明:蒸汽输配过程中管损由疏水质量损失和蒸汽质量损失2部分组成;管网散热损失、蒸汽过热热量、用户消耗过热热量是疏水质量损失的主要影响因素;蒸汽质量损失可由管损和疏水质量损失推算。损耗组成分析能够对蒸汽供热管网运行情况进行诊断和评价,提供优化运行策略,指导蒸汽管网经济运行;同时还提供了 一种蒸汽管网泄漏的监控方法,有利于提高管网安全运行水平。