区域综合能源系统若干问题研究

区域综合能源系统对提高社会能源利用效率、促进可再生能源规模化开发、提高社会基础设施利用率和能源供应安全,以及实现中国节能减排目标具有重要意义,已成为国际能源领域重要的战略研究方向。区域综合能源系统是符合国家重大战略发展需求的重要研究课题。围绕区域综合能源系统规划和运行优化这一专题,分别对区域综合能源系统的通用建模理论、综合仿真理论与方法、规划理论与方法、安全性理论与方法、运行优化与控制、效益评估与运营机制等方面问题进行了系统归纳,对各问题所涉及的国内外研究方向和现状、存在的问题分别进行了概括和分析。最后结合中国的综合能源战略和未来发展现状,对区域综合能源技术在中国的发展前景和典型应用形式需求进行了探讨。     

钢包精炼炉(LF)作为可削减负荷的灵活性评估

高比例的可再生能源并网给电力系统运行带来了巨大挑战,灵活调节工业负荷是解决这一问题的有效手段之一.钢包精炼炉(LF)用电量大且生产节奏灵活,是一种重要的灵活性调节资源.然而,LF负荷灵活性的大小及其影响因素尚不清晰.因此,本研究中综合考虑LF与上下游设备(转炉和连铸机)之间的相关性,提出了 LF作为可削减负荷的灵活性评...     

基于软开关的互联区域能源系统功率控制

为提升区域能源供给和新能源消纳灵活性,提出一种基于软开关技术的互联区域综合能源系统协调功率控制方法。首先,给出区域综合能源系统与外部能源网络的互联形态,以及考虑软开关技术的系统运行模式;然后,提出面向多区域协同的软开关功率控制技术,综合考虑了资源灵活性、软开关容量、外部网络约束,均衡利用不同区域资源保障了互联区域的整体功率平衡;最后,以某典型区域综合能源系统算例验证了所提调控策略的有效性。     

含天然气压力能利用的综合能源系统优化调度模型

天然气压力能的不确定性与其管网负荷随机波动性,限制了综合能源系统中压力能利用效率的提高.提出一种天然气调压站压力能发电与制冷的综合利用模式及系统架构.首先,为解决天然气管网流量波动导致压力能不稳定、供需不平衡的问题,通过研究调压站综合能源系统中的压力与负荷不确定性因素,分析压力能不确定性及综合能源系统与调压站集成系统相关性对综合能源系统优化调度的影响,确立综合能源系统不确定性因素与模型.然后,在此基础上,将气体作为冷能传输介质,考虑气、冷、热不同能量的传输特性,分析该系统分时间尺度能量平衡关系,并兼顾经济性与低碳性建立含天然气调压站的综合能源系统优化调度模型,进而采用混合整数非线性规划法进行求解.最后,通过某实际调压站综合能源系统验证了所提优化调度模型的可行性与有效性.     

考虑配电网重构的区域综合能源系统最优混合潮流计算

随着热电联产系统、中央空调及燃气锅炉等单元的广泛使用,区域综合能源系统(ICES)中电力、天然气和热力系统的耦合和联系日益紧密。从“源—网—荷”全环节出发,提出了融合配电网重构的ICES最优混合潮流算法来对ICES进行优化调度。首先,基于能源集线器理论,构建了ICES中能量中心(EC)的数学模型。然后,考虑ICES中三相不平衡配电系统、燃气管网及EC的相关约束,以运行成本最小为目标,提出了融合配电网重构能力的ICES最优混合潮流模型及求解方法。最后,利用典型ICES算例系统测试结果表明,所述方法通过将配电网可重构网络拓扑这一灵活可控元素作为控制变量有效集成到ICES“源—网—荷”最优混合潮流算法中,进一步降低了ICES的运行成本。     

基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法

给出通过对运行点实施微扰以获得割集电压稳定域（CVSR）局部边界的新方法。首先利用潮流追踪,确定对割集每条支路潮流影响最大的发电机 — 负荷节点对,通过对其实施控制以实现对每条支路潮流增、减双向的精确微扰;然后利用微扰后的运行点,确定系统的电压稳定临界点,进一步得到CVSR边界在增、减两扰动方向上的局部近似边界;最后,通过平移和加权处理,得到CVSR局部边界的精确结果。多个系统的验证结果表明,该方法可有效降低CVSR边界的拟合误差。     

基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法

给出通过对运行点实施微扰以获得割集电压稳定域(CVSR)局部边界的新方法.首先利用潮流追踪,确定对割集每条支路潮流影响最大的发电机-负荷节点对,通过对其实施控制以实现对每条支路潮流增、减双向的精确微扰;然后利用微扰后的运行点,确定系统的电压稳定临界点,进一步得到CVSR边界在增、减两扰动方向上的局部近似边界;最后,通过平移和加权处理,得到CVSR局部边界的精确结果.多个系统的验证结果表明,该方法可有效降低CVSR边界的拟合误差.     

综合能源系统与能源互联网简述

对综合能源系统和能源互联网这两个热点问题的发展理念和关注重点进行梳理及分析。简单回顾了综合能源系统和能源互联网两个领域的一些典型研究,并从中梳理出各自的内涵和技术观点,分析讨论了两者在发展理念和未来愿景上的异同。     

能源转型视角下城市能源系统的形态演化及运行调控

随着能源转型进程的加速,城市能源系统(UES)的源-网-荷-储角色定位将发生重大转变,系统形态将向着信息物理高度融合、多能源分区互联的方向逐步演化.这一方面为UES的运行提供了更为丰富的灵活性资源,但同时也给运行调控引入了大量复杂的不确定性因素,极大制约了UES安全、经济与可持续发展.从UES能源转型过程中的形态演化分析入手,重点阐述了UES未来分区互联化的形态特征,剖析了新形态下UES运行调控面临的挑战,进而从互补潜力分析、运行态势感知、柔性互联控制、可靠性评估与韧性提升4个方面对UES运行调控关键技术展开讨论,并对相关技术问题的研究方向进行了展望.     

基于可调鲁棒优化的工业园区供能系统自发电灵活性评估

工业园区通常具有本地多能源供能系统，可通过调整自发电参与电网灵活性市场服务，以促进可再生能源消纳，降低碳排放。为了准确评估其自身灵活性，同时降低传统鲁棒优化方法的保守性，提出一种基于可调鲁棒优化的灵活性边界求解框架。首先，参考典型灵活性服务对于服务提供商的要求，构建了工业园区供能系统多能耦合模型，并提出了相应的评估指标。接着，考虑工业园区供能系统状态不确定性，提出了一种基于箱式不确定集的可调鲁棒优化模型，通过在模型中引入保守度参数实现灵活性边界的灵活调控。该框架被应用于一个实际工业园区的供能系统中，结果表明该框架能够根据服务提供商灵活性能力和市场需求灵活地调控边界的保守性，兼顾灵活性服务带来的收益和不能按需提供服务的惩罚。