面向能源互联网的配电系统规划关键问题研究综述与展望

处于能源互联网环境下的配电系统,受交通系统、天然气系统等多系统交互影响,是能源互联网运行过程的核心环节。结合能源互联网内涵与特征,分析了能源互联网环境下的配电系统关键技术特征,提出从微电网规划、主动配电系统规划、配电系统与天然气系统协同规划、配电系统与交通系统协同规划4个关键技术领域对面向能源互联网的配电系统规划理论进行研究的思路。综述了配电系统规划过程中各个关键技术领域的研究成果,深入探讨了目前规划方法中需解决的规划模型、求解算法、不确定因素处理等关键理论问题,并针对相关领域进行了展望。     

区域综合能源系统规划研究综述

区域综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对提高综合能源利用效率、消纳可再生能源、保障供能安全可靠及节能减排具有重要意义。对区域综合能源系统进行合理有效规划,要打破行业壁垒,从技术、政策、地域等多方面实现突破。文中对区域综合能源系统规划中的多能耦合理论、负荷预测方法、技术经济性分析、规划优化建模与求解等关键问题进行了系统地总结归纳,对各问题所涉及的国内外研究现状、存在问题及难点进行了分析与概括。结合目前最新研究进展,概括了全面涵盖区域综合能源系统源、网、荷、储等环节的通用性能流模型、规划模型及求解流程,并对未来的研究方向进行了展望。     

能源互联网规划研究综述及展望

能源利用技术的发展、信息技术的进步以及其深度的融合催生出了新的能源利用体系——能源互联网。能源互联网对多种能源系统进行协调优化,接纳大规模可再生能源,并提高能源利用效率。规划是能源互联网从理论到工程实践的第一步,只有在先进、合理的能源互联网规划的理论支持下,能源互联网的工程实践才能有效实施。该文首先基于已有的能源互联网的相关研究,按照"源–网–荷"的结构对能源互联网进行划分,其次介绍了规划建模所需的多种能源的负荷预测、描述多能源转化的数学模型和多能流潮流模型。基于此,从基本的规划模型、能源生产环节的规划、源–网环节的协同规划、能源消费环节的规划、规划模型的求解方法这几个方面对能源互联网的规划进行了分析、探讨。最后对能源互联网的规划的未来研究方向进行了展望。     

面向能源互联网的新型能源子网系统研究

提出面向未来能源互联网的以新型全可控柔性配电装备:电能交换器和电力集能器为核心的能源局域网与能源子网层次化配用电侧灵活配电系统架构,在此基础上,结合信息物理系统对以电力集能器为核心的能源子网进行了较详细的研究,并详细设计了电力集能器的系统结构,给出了其核心模块的主电路拓扑,同时提出了适用于当前应用场景下的能源子网组网模型,并对各种运行工况和暂态过程下的能源子网进行计算机仿真分析,论证其可行性和有效性。     

综合能源系统研究综述

综合能源系统耦合电-热-气等多种能源类型,实现各种能源系统之间的协调规划和互济调控,被认为是提高能源利用效率,提升新能源利用率的重要手段之一。当前相关研究较多但缺少系统总结与梳理,故从综合能源发展定位和应用机理入手,围绕综合能源负荷预测、综合能源建模计算、综合能源协调调控以及系统应用现状四个维度,总结了综合能源系统发展研究现状,并提出了当前研究的不足和对未来发展的展望。     

面向能源互联网的未来综合配电系统形态展望

未来的能源体系——能源互联网发展方兴未艾,将对未来配电网的概念、设计与规划提出新的要求。立足于国内外现有研究,提出一种对能源互联网概念的时空产业统一理解方式,提炼出能源互联网的"Single-Double-Triple"特征;并从需求分析出发,提出能源互联网下的未来配电系统概念——综合配电系统,在此基础上,合理借鉴与融合能源系统和信息系统相关技术特征,从结构形态、设备形态、控制与运行形态和产业形态4个方面展望未来配电系统形态,对结构、设备等若干细节提出了新的设计思路,并探讨其规划与可靠性等关键技术,以期为未来配电网发展提供参考。     

面向工程应用的用户级综合能源系统规划

用户级综合能源系统是提高用户用能效率和用能经济性的重要手段。该文从实际工程应用的角度出发,提出一种基于最大利用小时数的用户级综合能源系统规划流程和方法。首先,建立用户级综合能源系统的整体模型和关键设备模型,描述各类能源在长期运行中的转换与流动关系。其次,提出包含前期资料收集、负荷预测、天然气冷热电联供系统容量预配置、设备选型与容量配置四个主要步骤的规划流程,并建立了用户级综合能源系统优化规划模型,模型以全规划周期建设和运行成本最低为目标,考虑了功率约束、能量约束、设备运行约束和用户场地约束等条件,并通过Matlab调用YALMIP工具包和CPLEX求解器进行求解。最后,分别以医院、工业园区的用户级综合能源系统为典型算例,验证了所述方法在不同用能类型和用能特性场景下的有效性,并对设备年最大利用小时数、用户电负荷占比、天然气价格等关键因素进行了灵敏度分析。     

考虑互联互动的区域综合能源系统规划研究综述

以互联互动为特征的区域综合能源系统(district-level integrated energy system,DIES)对建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系至关重要.首先,从互联和互动两个维度,分别分析多能流耦合、多系统融合、多区域联合的互联形态和多环节、多主体、多时间尺度的互动机制对DIES的影响;然后,梳理...     

面向能源互联网的未来配电网优化规划

能源互联网是未来全球能源行业的发展方向,其对电力系统的发展将产生深刻影响。文章分析了未来能源互联网场景下配电网的特殊需求,提出未来配电网将发展为承担多能转换与利用的新型配电网,并给出未来配电网的基本构架,分析其能量流动形态。在此基础上,构建考虑多能转换与存储设备成本构成及运行约束的配电网优化规划模型,在满足多能负荷需求的前提下对多能源接口设备与综合储能设备进行优化设计,并利用粒子群算法对该模型进行求解,仿真算例验证了所提模型的有效性,可为未来配电网的发展与规划提供必要参考。     

能源互联网背景下的典型区域综合能源系统稳态分析研究综述

能源是国民生产的关键要素,能源互联网概念的提出促进了能源发展理念的进一步革新。该文以能源互联网能源侧重要组成部分—综合能源系统为研究对象,首先对含电力/热力/天然气的典型能源系统进行层次划分,对其中关键组件进行分类,通过能源集线器及其扩展模型对综合能源系统进行集成建模分析,在此基础上,对能源系统涉及到的能量流、优化、规划、需求侧管理等稳态问题进行总结与归纳,并结合算例阐述能源集线器在能量流分析中的作用,其目的是提出一种基于能源集线器概念和多能互补思想的综合能源系统研究思路,为能源互联网背景下的能源发展提供一些建议。     

园区能源互联网的规划与运行研究综述

园区能源互联网作为"源-网-荷-储-充"协调互补的能源系统,具有多能耦合互补的特性,有助于降低社会供能成本,提升能源利用效率.首先阐述了园区能源互联网的内涵,对其进行结构划分,并讨论了园区能源互联网的功率平衡模型与电-气-热网潮流模型;然后分别从设备规划、多能流优化调度、负荷侧多类型响应和计及储能的优化调度4个环节对该...     

能源互联网下综合能源服务商业模式综述

能源互联网引发了能源系统商业模式的深刻变革,在能源互联网背景下提供经济高效的综合能源服务是电网公司实现能源互联网企业转型的重要途径,因此选择合适的商业模式具有重要意义.文中首先介绍了面向能源互联网的综合能源服务及其商业模式,总结了国内外综合能源服务商业模式的典型案例.然后,从投资建设和销售盈利的角度综述了现有综合能源服...     

能源互联网综述研究

为了解决能源枯竭和环境污染问题,能源互联网这一新兴课题受到专家学者及政府部门的高度重视。首先对能源互联网进行了全面的综述及展望,阐述了能源互联网受到关注的原因及相关内涵、定义;其次,对国外、国内能源互联网研究现状做了全面的综述,并从能源互联网架构设计、能源互联网控制策略及能源互联网概念等方面进行了分类分析;最后,分析了能源互联网发展所面临的挑战及发展趋势。对能源互联网的研究进行了总结、概括,分析提出了能源互联网的研究的发展方向,可供未来能源互联网建设参考。     

能源互联网研究综述

作为未来能源系统的发展方向,能源互联网可实现不同能源形式相互耦合的"横向突破"和系统内部"源-网-荷-储"相互协调的"纵向突破"。本文介绍了能源互联网的概念、架构、内涵,通过对国内外研究现状的分析,肯定了其发展的必要性,就其关键组件展开研究,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

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。     

考虑可靠性的电-气综合能源系统规划研究综述

随着燃气机组(natural gas-fired plant,NGFP)的大规模应用和电转气(power to gas,P2G)技术的逐渐成熟,催生出了新的能源体系-电-气综合能源系统(integrated electricity-gas energy system,IEGES),规划是IEGES从理论到工程实践的基础。为了提高IEGES的利用效率和供能的可靠性,本文首先介绍了IEGES的研究现状,并针对现有研究存在的问题,概括了IEGES的可靠性及可靠性指标;介绍了IEGES及其耦合元件;并对IEGES规划的基本形式进行了归纳总结。     

面向投资收益的综合能源系统鲁棒优化配置规划

合理优化综合能源系统容量配置是提高其投资收益和实现能源高效利用的基础。针对综合能源系统规划中风光出力及用能负荷不确定性对成本与收入的双重影响,提出了一种面向投资收益的鲁棒优化配置方法。首先,考虑投资容量、设备运行、能量平衡与内外部网络交互等约束,建立了以项目内部收益率最大为优化目标的综合能源系统优化配置模型;然后,引入信息间隙决策理论处理供需两侧的不确定性,构建了面向投资收益的鲁棒优化模型,通过等价转换和对偶变换降低了模型求解的复杂性,并提出了分步求解策略,以获得在满足预期收益前提下的不确定参数最大波动范围及鲁棒最优配置方案;最后,采用某实际综合能源系统进行算例分析。结果表明：与传统配置方法相比,所提方法在提高系统投资收益和兼顾方案鲁棒性方面具有更高的有效性和实用性。     

面向能源互联网的配电网韧性提升研究综述及展望

低概率–高风险极端自然灾害和人为攻击事件的频发对电力系统安全稳定运行造成了严重威胁。随着能源互联网技术的发展,配电网、天然气网、城市交通网络以及信息网络的深度融合为韧性配电网的发展开辟了新的途径。该文首先阐明了在能源互联网背景下发展韧性配电网的必要性,对不同维度主体耦合系统的韧性评估研究现状进行了介绍;然后详细论述了配电网在灾前、灾中、灾后各阶段以及全过程韧性提升策略的建模思路和求解方法;继而归纳了能源互联网背景下配电网与天然气网、交通网以及信息网络深度融合运行时韧性提升策略的研究现状;最后,结合现有工作的不足对未来韧性配电网的研究方向进行了展望。     

面向绿色海岛微型综合能源系统的储能系统容量规划方法

发展微型综合能源系统,合理配置储能装置,是实现大幅提高清洁能源比重、提升综合能源利用效率、构建"清洁能源岛"目标的重要手段.为此,在对比分析了不同类型储能技术运行特性的基础上,充分考虑了非补燃式压缩空气储能(NSF-CAES)在综合能源系统中的应用优势,以NSF-CAES技术为代表,研究了面向微型综合能源系统的储能系统...