基于预测技术的建筑可再生能源系统匹配特性分析

以建筑可再生能源系统为研究对象,选取天津气象条件下3层住宅建筑进行分析,在供需两侧建立可再生能源发电和建筑负荷的神经网络预测模型,提出考虑峰谷电价的系统控制策略;在实测数据校验模型的基础上,对建筑可再生能源系统进行模拟计算,针对系统的匹配特性进行分析,并以匹配性参数为指标对本系统与常规离网分布式能源系统进行对比;结果表明,所提出的基于预测的建筑可再生能源系统具有较好的匹配性和经济性,具有潜在的应用价值。     

高比例可再生能源渗透下多虚拟电厂多时间尺度协调优化调度

考虑可再生能源出力、电力负荷和电价等一系列不确定性因素,提出了高比例可再生能源渗透下的多虚拟电厂日内两阶段优化调度模型.该模型通过对多虚拟电厂中运行设备小时级时间尺度和分钟级时间尺度的协调优化,达到分级消除系统中随机和扰动因素的影响,实现高比例可再生能源的安全消纳.并且在多虚拟电厂优化调度模型中,借助Markowitz...     

基于多时空尺度辅助服务的多类能源协同运营优化机制研究

在可再生能源参与电力现货市场交易的环境下,考虑可再生能源发电波动性、系统节点电压稳定性以及实时负荷需求的影响,构建含有可再生能源的多类能源联盟体运营模式,模拟光伏、风电能源分别接入不同节点系统,以及选择系统典型的日负荷需求曲线(峰谷差率分别取55.68%、37.03%)设计不同的运行场景;并基于联盟体中各主体的均衡收益、收益均衡离散性评价、发电功率优化分配以及系统总收益构建多时空尺度辅助服务优化运营模型。研究表明:1)多类能源联盟体模式可有效减少可再生能源波动性对系统稳定性的影响,促进联盟体多个时段总体运营收益明显改善,充分挖掘系统辅助服务的市场价值;2)以满足负荷实时需求的多时空尺度辅助服务组合策略,可实现对于各主体多时段的出力优化以及市场投标报价决策的支持,以提升联盟体的市场竞争力;3)揭示了联盟体多时空尺度辅助服务总收益、各主体的均衡收益与负荷实时变化的关联规律和机理,为完善联盟体模式参与电力实时市场交易理论提供了实证数据支撑。     

基于能源互联网的办公建筑源荷一体式监控系统研究

研究一种针对办公建筑的源荷一体化监控系统,以机器自学习法对用户用电需求进行日前预测及超短期预测。基于太阳辐照度、温度、风速等实时监测数据对可再生能源发电量进行预测。根据以上预测对建筑内可再生能源、蓄能技术与常规能源开展优化调控。针对热泵供冷供热及太阳能光伏发电建筑,提出了一种优化控制策略,在保证建筑内用户舒适度的前提下有效减少用户用电负荷及可再生能源发电对电网的冲击,同时提高能源网内能源的高效利用性和可持续性。     

全可再生能源热电气储耦合供能系统优化调控模型研究

针对全可再生能源热电气储耦合供能系统源、荷双侧不确性、多能耦合等问题,文中基于分层递阶理论建立了针对系统复杂的优化调度决策和快速的实时控制问题的分层调控框架及多时间尺度优化调控模型。在日前优化中通过鲁棒算法解决可再生能源出力及负荷预测不确性对系统安全运行的影响,在日内优化中基于模型预测控制原理对日前优化结果进行反馈校正与滚动优化,应对可再生能源出力及负荷随机性波动,从而实现系统的安全经济运行。     

绿色建筑中可再生能源利用方案的设计

通过对《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2006)中关于可再生能源利用条文的分析解读,总结了在绿色建筑中可再生能源利用方案评价的主要内容和评价方法。结合实际工作经验,就不同的可再生能源利用方式在不同建筑类型中的应用方案选择进行了分析与探讨,并提出了绿色建筑中可再生能源利用的发展方向。     

区域多能源电网可再生能源发电容量规划及投资收益优化模型

针对地区型多种能源形式接入的区域电网,研究了可再生能源发电容量与区域电网内其他多能源形式协调优化及可再生能源发电设备运行效益问题。以高比例风力发电、光伏发电、固体蓄热式电锅炉、电制天然气、燃气储能、热力储能系统构成的区域多能源系统模型研究为基础,提出基于不同调度时间尺度的区域可再生能源发电容量规划和投资效益优化模型。首先,研究区域电网内多能源供能、传输和负荷设备的能源供给和消耗特性,建立基于高比例可再生能源发电不确定性的多能源电网功率平衡模型;其次,研究大规模可再生能源不确定性、动态电价响应、系统运行状态的约束模型,建立区域可再生能源容量配置与收益多目标优化模型及其求解方法;最后,利用东北某地区多能源电网实际运行数据,建立可再生能源发电容量规划及投资收益优化仿真模型。仿真结果表明,文章所建立的可再生能源容量和效益优化模型,能够在保证较高投资效益的前提下,实现较小的可再生能源容量配置。     

能源总线系统在某园区建筑中的应用研究

能源总线系统可以集成化、规模化应用区域内的可再生能源及未利用能源,通过将各源在时间和空间上整合匹配来满足区域建筑能源的供需平衡。根据保定某园区的资源供给和负荷需求情况,提出一种集地表水源、土壤源、冷却塔源和太阳能源综合配置的能源总线系统规划方案,并对该规划方案进行设计研究。将能源总线系统的用能情况和碳排放情况与传统能源系统进行对比分析,结果表明:与传统能源相比,能源总线系统的一次能源效率提高0.05,火用损降低17.19×10~6GJ,且节能减排效果显著,相对节能率达到0.11,CO_2减排率为12.70%。     

碳中和背景下含氢综合能源系统碳排放和经济性分析

为研究“碳中和”目标下含氢能利用的综合能源系统(Integrated energy system, IES)中氢气来源方式对系统运行特性的影响,针对包含可再生能源发电和制氢设备、冷热电能源转换和存储设备、碳捕集设备等多种类型能源利用设备的综合能源系统,考虑多种负荷平衡约束、设备运行约束和碳中和目标约束,以系统日运行成本最低为目标函数建立数学模型,以仿真园区综合能源系统为计算案例,分析了系统供能网络供应不同来源氢气和分布式可再生能源制氢方式对系统运行经济性和碳排放量的影响。研究表明：以可再生能源制备的氢气为燃料时综合能源系统的运行成本最高,但CO₂排放量最低;在碳中和前提下,将当地分布式可再生能源发电量中的98%用于供电、2%用于制氢比全制氢时该系统运行成本减少26.1%、碳排放量降低19.7%,比全供电时该系统碳排放量减少5%、运行成本增加2.85%;在碳中和前提下,当可再生能源制氢效率提升10%后,系统实现最低碳排放量时可将可再生能源制氢功率占比从原来的2%提升至5%;当碳捕集设备能耗减少10%后,系统实现最低碳排放量时可将可再生能源制氢功率占比从原来的2%提升...     

广东地区办公建筑实现零碳排放的实例分析

以广东地区某办公建筑为例,将《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB 55015—2021）作为节能基准,对比分析被动减碳技术、主动减碳技术、可再生能源利用技术对建筑碳排放的影响。结果显示：针对广东地区办公建筑,增设1.0 m的固定外遮阳使建筑冷负荷降低4.65%,节能效果优于降低外墙传热系数。采用主动式技术改造办公建筑,空调系统全年耗电量降低了30.0%,电梯系统全年耗电量降低了64.6%。采用可再生能源光伏及风力发电为建筑提供电力时,年减碳量达345.51 t,节能减碳效果显著。     

崇明区建筑可再生能源数据监测系统建设研究

本文研究了崇明区对可再生能源资源在建筑内的有效利用和效能监测,详细介绍了可再生能源建筑数据监测系统的整体技术架构、技术方案、设备选型,同时对项目实施的效果等进行了综合分析。可再生能源是上海市崇明区着重推广的重要方面,有效助力崇明生态岛的建设。     

Research on optimal confguration of hybrid energy storage capacity for wind-solar generation system

储能系统可以有效解决微电网中分布式可再生能源特别是风光互补发电的间歇性、波动性以及“源”与“荷”错位的问题。不同储能技术在响应时间、容量规模、技术成熟度及成本等方面各有特点,两种或多种储能技术耦合将可以更有效地满足用电系统的技术性和经济性的要求。针对电力用户对分布式可再生能源的利用情况,本文提出一种由压缩空气储能、锂电池和超级电容器组成的混合储能系统,建立了三种储能的数学模型,针对其不同的特性,提出了基于二次移动平均滤波的储能系统功率分配方法和基于连续性运行的容量优化配置方法。基于某个实际的用户负荷进行了案例分析,得到了混合储能系统的功率和容量配置结果,并分析了其运行特性。研究表明,在分布式可再生能源微电网中,多种储能技术耦合既能充分发挥每种储能的优势,又可以通过相互配合弥补各自的劣势,这对于可再生能源的充分利用和满足用电负荷的严苛需求具有重要的作用和意义,在分布式能源利用领域具有较好的工程应用前景。     

建筑可再生能源利用评价方法

引入能质系数(λ)和能源转换效率(ECC),综合考虑可再生能源利用收益、额外消耗以及建筑主要能源系统形式对评价结果的影响,在热力学第二定律的基础上推导出可再生能源利用评价的通用公式,并将之用于太阳能制冷系统评价中,从而为科学评价建筑中可再生能源的利用水平奠定了基础。     

基于多元负荷预测误差的综合能源系统动态时间尺度调度策略

针对综合能源系统中多种复杂的能量耦合关系和负荷预测误差的变化,提出了一种基于长短时记忆网络(LSTM)和多元负荷预测误差的动态时间尺度调度策略.该策略结合负荷预测的平均绝对百分比误差(MAPE)曲线与调度员所要求的误差限值,动态地选择每个月适合于各类能量的最佳时间尺度.根据日前调度计划结果,在日内每个时间尺度上对相关设...     

主从控制模式下低压多端直流系统稳定性研究

为探究影响多端直流系统稳定性的关键因素,针对电压源型换流器、直流线路、可再生能源和直流负荷等部分组成的低压三端直流系统,建立其相应的等效电路,并结合主从控制模式下各换流器控制策略,形成了系统整体的状态空间模型。其次,结合主导特征值对含可再生能源的低压多端直流系统进行小信号稳定性研究,对比分析不同参数变化时主导特征值的移动轨迹,进而确定换流器直流侧电容、控制器外环参数等影响系统稳定性的关键因素。在此基础上,基于Matlab/Simulink搭建含可再生能源的低压多端直流系统仿真模型,验证了理论分析的正确性。     

可再生能源发电系统虚拟惯量动态控制仿真模型

针对可再生能源发电系统大规模接入电网后,因电网总惯量减小而导致小干扰稳定性能减弱的问题,提出了能够有效提高系统转动惯量的多可再生能源发电系统虚拟惯量动态鲁棒控制方法。文章研究了风电、光伏和储能系统虚拟惯量及其控制机理,建立多可再生能源发电系统的转子运动方程;研究基于多可再生能源发电系统转动惯量动态控制和电网小扰动稳定判别模型的系统稳定性鲁棒控制,建立可再生能源出力和负荷波动下的虚拟惯量动态鲁棒控制模型;基于ADPSS仿真平台,针对多可再生能源虚拟惯量动态控制模型,搭建了风电、光伏和储能与无穷大系统并联模型。对所建立虚拟惯量控制模型进行的仿真分析表明,该模型能够有效地提高多可再生能源发电系统接入条件下的电力系统稳定性。     

基于双目标节能调度的可再生能源配额制福利效果评估方法研究

我国目前对配额制的福利效果,即配额制造成的福利再分配的评估方法的研究并不多。针对这一问题,文章提出一个基于双目标节能调度模型的可再生能源配额制福利效果分析方法。建立了在煤耗最小化的前提下成本最小的双目标节能调度模型;选取了27台火电机组、1台水电机组和1台风电机组,在此基础上依次扩大可再生能源的机组容量比例,利用和声搜索算法对不同可再生能源比例下的双目标模型进行试算;分析比较不同比例下机组的负荷、煤耗、机组收益、电网购电成本以及降耗成本等。得出结论:在可再生能源配额制度下,变动可再生能源的比例,会导致福利的再分配,即负荷量、煤耗、成本和收益都会在不同的机组之间进行转移和再分配;可再生能源比例从10%扩大到20%的单位降耗成本最低。     

汕头鲁能绿色能源产业基地的零碳工业园区碳排放影响分析

为了分析工业园区的碳排放影响因素,建立碳排放评估模型,对园区的碳排放进行评估测算,探究打造零碳工业园区的路径;对园区的建筑节能、可再生能源利用、节水及非传统水利用、绿色出行、绿地空间垃圾处理等方面进行减碳设计,以减少碳排放。结果显示：园区碳排放源主要为建筑能耗,占总碳排放的97.3%;与基准情景相比,零碳情景下建筑电力碳排放量可以减少50%;可再生能源减碳量最大,占总体减碳量的96.6%。未来的低碳园区发展可在建筑电力减排和可再生能源利用方面进行深入研究。     

考虑碳交易的综合能源系统在不同配置情景下的运行分析

大量分布式可再生能源发电机组的部署和碳排放交易的成本可对综合能源系统的运行产生重要影响。首先,针对电热综合能源系统,本文建立了考虑负荷需求、风速、太阳辐射强度和碳排放交易成本等不确定性因素的热网-主动配电网耦合模型。其次,本文采用多时段蒙特卡洛树状仿真的随机方法,分析可再生能源发电集成度和碳排放交易成本对系统运行总成本的影响。最后,本文以新疆能源系统为对象进行了算例分析。算例仿真结果表明：在新能源补贴下滑的大环境下,碳排放交易的实施可以为政府推进可再生能源装机提供新的动力。     

多种可再生能源渗透场景下的热电联产系统优化

针对传统热电联产(CHP)系统受热电耦合的限制,灵活调节能力低、可再生能源消纳能力弱的问题,分析了传统热电联产系统的灵活性不足机理,提出采用地热源热泵来提高其灵活性。为了确定地热源热泵(GSHP)的最优容量,建立了考虑切负荷惩罚、可再生能源弃用惩罚、设备投资成本及运行成本的热电联产-地热源热泵系统优化模型,将该模型运用到可再生能源渗透率(可再生能源发电量/总发电量)分别为15%,40%和55%的3种情景中。结果表明：地热源热泵的容量随可再生能源渗透率的提升而提升,同时地热源热泵的集成可以扩大系统的可运行域,提高可再生能源的消纳容量;在最优地热源热泵容量下,3种场景的日节约成本分别为38%,64%和70%,同时集成系统的能源利用率可超过100%,可再生能源弃用的惩罚成本分别下降100%,89%和89%。