多区域含冷热电联供和储能的综合能源系统运行优化

综合能源系统(Integrated Energy System,IES)是增加可再生能源消纳能力、提高能源利用效率、实现可持续发展的关键技术,多区域IES运行优化将各个区域根据负荷特性进行协同优化是重要研究方向。本文建立了含冷热电联共及储能的多区域IES优化混合整数线性优化模型,区域间通过热网交互,并采用场景分析法模拟可再生能源波动性,使用Yalmip和Cplex在MATLAB中进行优化分析。结果表明：考虑风电不确定性的多区域IES优化运行能实现热能的协调分配,提高系统能源利用率,储能设备可解耦热电联系改善系统运行经济性。     

分布式区域冷热电联供系统

建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题。冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段，该系统能源综合利用率高，一般均可达到70％以上。本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点，提出一种基于热气机的天然气能源岛系统，并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用，对于节约能源、环境保护、能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义。     

基于可再生能源的冷热电联供系统集成配置与运行优化研究进展

基于可再生能源的分布式冷热电联供系统(RE-CCHP系统),以可永续利用的可再生能源作为能量输入,能借助太阳能、风能等的时空互补特性实现冷热电综合供应,显著提升能源利用效率和系统可靠性,因而对可再生能源的大规模高效利用和节能减排具有非常重要的意义.梳理了近年来RE-CCHP系统的主要研究进展,总结了RE-CCHP系统集...     

含冷热电联供系统微电网优化运行研究

为使冷热电联供(CCHP)型微电网系统能够可靠、安全、经济的运行,首先要考虑对新能源充分的利用,其次要结合储能系统的使用约束以及影响因素。本文建立了冷热电联供型微电网数学模型,综合考虑了各微电源的运行维护费用、燃料费用以及购售电费用等,采用改进粒子群优化算法,针对运行成本最小为目标进行计算仿真。最后以某小区为例,对得出结果进行分析讨论,验证了本文方法的理论性和实用性。     

考虑能效的园区综合能源系统运行优化策略

为分析能源利用效率对综合能源系统运行的影响,提出了一种考虑能效的多目标运行优化策略。首先,在典型园区综合能源系统的基础上,构建了冷热电联供的综合能源系统模型。然后,提出能效用以量化综合能源系统的能源利用水平。接着,以综合能源系统运行经济性和能效为优化目标,通过最大化加权隶属度函数把多目标模型转化为单目标模型求解。最后,选取华北某综合能源示范园区作为算例验证所提运行优化策略的有效性。     

软件大楼微型冷热电联供系统

楼字冷热电联供(BCHP)是为建筑物提供冷、热电的现场能源系统，其综合能源利用率高，可实现能量的梯级利用。以上海交通大学软件大楼冷热电联供示范项目为例，介绍典型的以热定电的微型燃气轮机冷热电联供系统，及其系统结构和控制方案等。     

含储能的冷热电联供分布式综合能源微网优化运行

分布式综合能源微网(DIEM)具有冷/热/电/气多能耦合的典型特征,如何进行包含冷热电联供(CCHP)和多种储能设备的运行优化,一直是现阶段研究工作的重点和难点之一。文中建立了储能设备和CCHP系统模型,基于电/冷/热和烟气余热,利用平衡等式约束、储能设备充放能约束以及系统各个设备上下限约束,并通过配置权重系数,以一个运行周期内运维总成本和CO 2总排放量为综合运行优化目标。构建了某大学城典型场景,以储能设备为例,配置储冷设备的容量分别为0 MW,2 MW,4 MW,分析了储能容量对DIEM运行优化的影响。配置合适的储能设备容量,一个周期内的综合运行优化目标越低,越能兼顾经济性和碳排放要求。     

含光伏蓄电池的冷热电联供系统运行模式评估

冷热电联供(CCHP)系统以其高效、清洁的特点而受到广泛的关注。将作为清洁能源和可再生资源的太阳能加入联供系统,可以进一步缓解能源危机和环境污染问题。为了提高分布式电源并网的稳定性,设计了一种可以平滑输出功率的光伏蓄电池系统,并将其与传统的CCHP系统相结合构建了一个综合型的联供系统。在热跟随(FTL)和电跟随(FEL)两种运行模式下,考虑电动汽车充电负荷的影响,评估环境成本和全寿命周期成本两个指标。     

建设工业园区冷热电联供的能源系统

近几年来,我国在天然气分布式冷热电联供方面发展迅速,但也存在诸多问题。文章认为国内目前对发展分布式冷热电联供还缺乏充分认识和足够的重视,应在工业园区发展能源集成供应系统,以形成能量的多次、逐级、循环利用。文章提出了各级政府的责任,而正确的决策与规划是实现产业快速发展的关键。     

考虑CCHP的工业大用户综合能源系统扩展规划

工业大用户是一个多能源综合供给系统,传统的工业大用户综合能源系统(integrated energy system,IES)规划忽略了多种能源的参与.计及冷热电联供系统(combined cooling,heating and power,CCHP),考虑多能梯级利用及其与可转移生产任务的耦合关系,文章建立了工业大用户...     

考虑调频补偿效果的区域综合能源系统调频服务优化策略

辅助服务对维持含有高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行至关重要。含有储能设备的区域综合能源系统作为优质调频资源,可以有效调节可再生能源接入电力系统后导致的不可忽略的频率偏移,帮助解决电力系统频率稳定性问题。文中建立了在市场机制下考虑调频补偿效果的区域综合能源系统运行优化模型,并采用YALMIP+CPLEX在MATLAB中进行了仿真分析,求得了不同调度模式下的总运行成本。通过采用实际运行中的宾夕法尼亚—新泽西—马里兰(PJM)调频市场模型和参数来指导区域综合能源系统中调频资源的优化配置,在电能与调频服务市场收益之间进行权衡,实现了利润的最大化。     

计及虚拟储能系统的区域综合能源系统优化调度策略

储能设备可以实现负荷的跨时段平移,在综合能源系统的经济稳定运行中能够起到重要作用。但当下储能投建费用较高,难以大规模应用。而通过优化用户侧可控负荷,可达到类似储能设备平移负荷的效果。从电能、热能2个角度出发,提出了利用用户侧虚拟储能的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)优化调度策略。首先基于电动汽车充电管理方法和楼宇蓄热特性,对电、热虚拟储能(virtual energy storage,VES)系统进行建模;进而将虚拟储能系统集成到考虑天气不确定性的区域综合能源系统调度模型中,该模型以降低能源系统日运行费用为优化目标,合理安排电动汽车充电并在温度舒适度范围内对建筑物室温进行调节,实现虚拟储能系统的充放能管理;最后以夏季系统用能场景为例,对优化模型进行仿真实证。仿真结果表明,虚拟储能设备可以起到负荷平移效果,削减储能配置容量。应用虚拟储能系统的区域综合能源系统优化调度模型可以在满足能源需求和温度舒适度的前提下降低系统日运行成本,提升系统运行稳定性。     

含冰蓄冷空调的冷热电联供型微网多时间尺度优化调度

冷热电联供型微网(CCHP-MG)对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值,而内部复杂的能源结构与设备耦合关系、可再生能源的消纳和负荷波动的平抑给其优化运行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。     

计及燃料电池热电联供的区域综合能源系统经济运行

氢储能系统可通过电、氢之间的双向转换灵活调节区域综合能源系统RIES(regional integrated energy sys-tem)多能供应.为使系统内多种能源实现高效转换和利用,详细分析了氢储能系统各环节运行特性,结合系统能流结构及冷热负荷需求特性,设计了燃料电池电、热出力与系统能量流动耦合方式及冷热电联供系...     

考虑电转气和可平移负荷的区域综合能源系统优化运行

针对可再生能源发电的消纳以及冷热电负荷需求不匹配问题,文章在原有区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的基础上,引入电转气(power to gas,P2G)技术,同时结合综合能源系统内不同种类可平移负荷的用能特性,建立了各类可平移负荷模型,对冷热电负荷平移,利用内点法求解可平移负荷模型,建立涵盖经济、能源及环境等多方面的多目标系统运行优化模型,采用粒子群优化算法获得Pareto非劣解集,并利用模糊理论获得折中解。在算例中设置多种场景,仿真分析考虑负荷平移和电转气技术的区域综合能源系统在降低系统运行成本、削峰填谷等方面的优势,从而验证所搭建模型的有效性。     

相变储热技术优化冷热电三联供运行

能源互联网是未来能源供应体系的重要发展方向,冷热电三联供实现了冷/热和电能之间的联系,是能源互联网的核心部件之一。在考虑集中式冷热电三联供运行时,燃气-蒸汽联合循环机组的启停机方式和运行状态将直接影响到三联供机组的工作效率与运行收益,合理的开机策略是保障三联供机组经济化运行的前提与基础。针对以燃气-蒸汽联合循环机组为动力装置,使用吸收式溴化锂制冷技术,配有以相变材料为主体的储能设备的三联供机组进行分析,根据对三联供机组运行相关参数,在对某地区的冷热电负荷进行详细调研的基础上,建立起集中式三联供运行的经济性目标函数,给出三联供机组经济化运行的启停机策略,从而达到提升工作效率、增加运行收益的目的。     

区域综合能源系统中储能设备参与辅助服务的运行优化

储能设备作为区域综合能源系统中的核心组成部分,通过参与合适的辅助服务类型可以降低系统运行成本并且有助于提高电力系统中可再生能源的渗透率。在分析储能设备设置在不同并网点的价值差异,以及各类辅助服务应用之间的兼容性关系后,建立了以利润最大化为目标并综合考虑不同技术类型、规模的储能设备特点和设备运行约束的经济性评估模型,采用YALMIP+CPLEX在MATLAB中进行了仿真分析并制定了相应的运行策略。通过实际运行中的电力市场的价格参数来指导区域综合能源系统中储能设备参与辅助服务的运行优化策略,实现了利润的最大化。     

基于多能源需求响应的综合能源系统动态优化控制研究

需求响应(demand response,DR)是需求侧参与电网灵活互动的重要途径,其在能源互联网中的衍生为综合需求响应(integrated demand response,IDR),利用冷、热、电、气等不同形式能源间的耦合互补关系,在需求侧进行多能源协同优化。本文基于综合能源系统(integrated energy system,IES)框架结构和IDR 的基本理论,提出考虑多能源需求响应下的综合能源系统动态优化控制方法。依据电力需求和价格弹性理论,综合考虑了能源价格对电力、天然气等能源消耗量的影响,构建了多元化用能价格需求响应模型;以经济和环境成本最小为目标,建立了基于DR机制的IES多目标动态运行优化模型,并采用改进的非劣性遗传算法（NAGA-Ⅱ）进行求解,最后以典型园区为例进行实例仿真分析,验证了多能源需求响应对促进综合能源系统优化运行的有效性。     

基于TRNSYS的气候变化下“冷-热-电”联供系统运行优化

气候变化导致的极端天气给建筑负荷和冷、热、电联供(combined cooling heating and power, CCHP)系统供能策略带来很大的影响,以上海市某医院为主要研究对象,采用PRECIS软件预测该地区2025至2100年的温度变化,利用TRNSYS软件搭建医院能耗模型计算气候变化影响下的全年逐时负荷,构建了考虑负荷变化影响的“冷-热-电”联供系统运行优化模型,最终生成适应气候变化的供能系统运行方案。负荷预测结果表明,极端高温现象导致建筑的冷、热负荷呈现波动变化趋势,可能造成供需失衡,即夏季高温制冷不足和冬天暖冬供暖过剩的问题。与传统优化模型相比,该模型生成的系统协同运行方案可以增强用户体验,实现降本增效。