计及源荷不确定性和多类储能响应的园区IES多目标优化调度模型

考虑综合能源系统形态与运行特点的变化,提出一种计及源荷不确定性和多类储能需求响应的综合能源系统多目标调度模型.首先,建立综合能源系统分布式风电和电热气负荷不确定模型以及确定电、气、热多类储能激励和价格需求响应模型;其次,以电、气能源购买、弃风和环境污染成本等多目标函数优化,在源荷侧不确定性和多类储能需求响应下,考虑多类...     

考虑电热需求响应的光热-电热综合能源系统源荷协调经济调度

负荷侧灵活性资源协同源侧多模式供热有利于电热综合能源系统低碳运行,为缓解“三北”地区“风热冲突”现象、提高风电消纳量从而降低系统碳排放量提出一种计及电热需求响应的光热-电热综合能源系统源荷协调经济调度模型。源侧通过配备储热装置的光热电站(Concentrated Solar Power, CSP)和电加热装置(Electric Heater, EH)协同热电联产机组(Combined Heat and Power, CHP)供热在一定程度上解耦其“以热定电”工作模式,网侧建立了稳态电热潮流,荷侧计及电热需求响应,模型的综合优化目标考虑了系统总运行成本、弃风惩罚成本及碳交易成本。基于改进的IEEE30电网与6节点热网系统对所建立模型进行仿真,算例结果表明源荷协调运行可有效降低系统总调度成本、提高风电并网发电量及减少系统碳排放量。     

考虑需求侧协同响应的社区综合能源系统低碳经济调度

针对含电-热-冷-气子系统的综合能源系统中潜在的可调度资源,基于能源集线器,构建了包含燃气轮机发电系统、储能、需求侧响应模型在内的社区综合能源管理系统数学模型。该模型根据电、热、冷、气负荷需求特性的不同,分别建立相应需求响应模型。从社区能源运营商的角度出发,以包含系统运行成本和环境成本的系统总成本最低为目标函数,建立社区综合能源系统日前优化调度模型,采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对算例进行求解,得到各个设备的最佳出力。仿真结果表明,对比未考虑需求侧协同响应的场景,电、热、冷、气需求侧响应参与调度可以优化负荷曲线,降低系统能耗,减少CO2排放,并使系统经济性达到最优。     

含地源热泵与混合储能的区域能源系统协同调度

充分调用系统内可再生资源、合理配置系统内各机组容量、利用储能设备解耦各能量之间的耦合关系是降低系统运行成本的重要手段.利用场景分析法,建立了可再生能源出力及负荷不确定性模型,在此基础上,将地源热泵及混合储能系统引入区域综合能源系统,以地源热泵系统解耦CCHP机组"以热定电"约束,并制定合理的长、短期储能协调运行方案,以...     

基于需求响应的采暖期热电联产系统风电消纳研究

提出一种基于需求响应的热电联产系统风电消纳策略。综合考虑热负荷与电负荷需求,以及风电功率预测上下限,制定实时电价,从而进行居民用户价格型需求响应调度。同时,在保证热负荷需求,满足用户基本采暖需求及温度舒适性的前提下,通过对电采暖系统的温度调节,改变工业、商业用户电采暖负荷需求,对风电波动进行实时响应,从而实现电负荷需求满足风电机组出力的目的。算例分析表明,该方法能够在保证用户供暖需求的条件下,有效提高系统供暖期风电消纳能力,节约系统运行成本。     

考虑储能及多负荷需求响应的微电网优化运行

微网综合能源系统是提高能源利用率和可再生能源消纳能力的一种有效手段.针对传统微电网中电池储能系统成本高、灵活性差的问题,建立了基于电热氢能量转换方程的微网混合储能系统模型.在此之上,为解决微网源荷匹配度低与弃风严重问题,提出一种考虑电热多种负荷需求响应的园区微网综合能源系统优化模型.以系统综合运行成本最小为目标函数,综...     

含电动汽车的新能源小镇源荷协调优化

针对电动汽车接入新能源小镇后造成负荷"峰上加峰"并进一步加深风电消纳不足的问题,从源荷两侧对含电动汽车的新能源小镇进行优化,源侧对各机组出力进行协调,荷侧通过电价补偿对电动汽车充电曲线进行调整.以系统运行成本最小为目标函数,综合考虑各机组约束和电热能量平衡约束,建立含电动汽车的综合能源系统优化运行模型.以某小镇数据为例...     

考虑综合需求侧响应的多储能区域综合能源系统运行优化

为了对区域综合能源系统进行优化的发展,依次将蓄电池、蓄热电锅炉和电转气(power to gas,P2G)设备加入能源系统中,分析加入不同设备后对系统运行的不同影响,之后考虑电、热、气3种需求响应,以系统运行成本最小为目标函数,建立包含各种储能设备的区域综合能源系统经济运行模型.设置7种场景进行对比分析,结果表明:在含...     

考虑可再生能源消纳的建筑综合能源系统日前经济调度模型

“双碳”战略目标下,随着以新能源为主体的新型电力系统与分布式智能电网建设的不断推进,具有随机性特点的可再生能源发电大规模并网消纳问题日益凸显。本文面向建筑综合能源系统提出一种日前经济调度模型,旨在利用其多元化负荷需求与灵活性调节的特点,在满足用能需求与电网交互的基础上最大程度实现可再生能源的就地消纳。首先,根据建筑能耗特性,通过配置地源热泵等具有高能效比的电制热设备来解耦热电联产“以热定电”的运行模式、并引入含有蓄电池和储热罐的混合储能装置来进一步增强系统调节能力。然后,考虑供需平衡、设备出力、储能运行、联络线交换功率等约束条件,以含有机组启停、弃风弃光损失等费用在内的总运行成本最小为目标函数,建立日前经济调度模型,并调用CPLEX求解该混合整数线性规划问题。最后,根据设置的不同场景,以系统运行成本、能源利用率和可再生能源消纳能力为评价指标进行算例仿真。仿真结果表明：相较于传统的热电分供模式,设置地源热泵和混合储能系统的综合能源系统可以降低约50%的运行成本,能够提高近50%的能源利用率,且可以完全消纳可再生能源,并随着能量转换装置能效比的提升能够进一步的降低运行成本,具有较好的可操作性与社会经济效益。     

计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行

为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本.以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型.首先,建立包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动.其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度.最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及"削峰填谷"等方面的优势.     

考虑综合需求响应的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

综合能源系统优化调度对提高能源利用效率与低碳运行起到关键作用。然而，由于综合能源系统存在多种能源耦合及源荷侧不确定性，传统调度方法难以准确适应系统源荷动态变化。针对该问题，采用基于深度强化学习的方法，主要通过数据驱动的方式解决了综合能源能源系统调度中的不确定性问题，同时可以准确适应系统源荷动态变化，实现快速求解。充分挖崛负荷侧灵活性，首先建立考虑综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度模型。将含有多重不确定性的综合能源系统经济调度问题描述为马尔科夫决策过程(markov decision process, MDP),采用异步优势演员-评判家(asynchronous advantage actor-critic, A3C)方法进行求解。最后，实例仿真结果表明，相比于DQN和DDPG方法，综合能源系统的日平均运行成本分别降低了8.7%和5.2%。     

计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行

为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本.以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型.首先,建立包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动.其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度.最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及"削峰填谷"等方面的优势.     

考虑用户舒适度的虚拟电厂电/热综合需求响应

随着分布式能源、储能的迅速发展,虚拟电厂中电、热等多类型负荷需求量持续增长,为实现满足用户舒适度的虚拟电厂优化运行提出了更大的挑战.为此提出一种考虑用户舒适度的虚拟电厂电/热综合需求响应建模方法.首先,阐述电/热虚拟电厂的构成,建立供电设备的出力模型及基于峰谷分时电价的电负荷需求响应模型;其次,建立虚拟电厂中供热设备的...     

考虑供能网络约束的园区型电-热综合能源系统优化配置

搭建了园区型综合能源系统的基本网架结构,建立了热泵机组、热电联产机组、蓄热罐、电锅炉、电制冷机、余热吸收式制冷机的数学模型,构建了考虑园区供能网约束的双层优化配置模型。模型上层以最小化园区能源站的年综合投资成本为目标,模型下层以系统的年运行费用最低为目标,并基于配电网的Distflow二阶锥模型和线性热网络方程建立供能网络模型。在规划求解过程中,引入了二阶锥松弛技术对模型的电网潮流约束进行凸优化松弛,同时采用了线性热网络方程,以提升模型的可解性和计算速度。最后在改进的IEEE-33节点配电网和8节点供热系统中进行了算例分析,结果表明,所构建的系统优化配置模型在一定程度上提高了园区型综合能源系统的经济性,验证了所提模型的有效性。     

计及需求侧管理的风柴储孤岛微网规划法

将需求侧的可中断负荷和可转移负荷纳入微网规划中统筹考虑,提出一种计及电源和负荷双侧随机性的协同规划方法.在微网规划中将规划成本定义为风电机组、储能及其配套系统的投资运行费用和停电损失;规划效益定义为风力发电效益以及通过需求侧管理减少停电损失.在估算停电损失时综合考虑了电力企业和电力用户的经济损失以及不同类型负荷停电损失的差异性.最后在平衡成本与效益的基础上确定风电机组和储能容量的最优组合,以实现经济性和可靠性的最优平衡,得到安装容量的最优方案.算例分析表明所提出的规划方法能够优化确定风电机组和储能的安装容量,对于风柴储系统的规划与建设有一定的参考价值.     

零碳交易下工业园区综合能源系统优化配置

以长三角地区某工业园区为例，提出一套风、光、储一体化，综合考虑园区冷热电汽负荷的优化配置方法.通过引入0-1型整数规划并以综合能源系统年折算总成本最低为优化目标，合理选择风、光电系统及固体熔盐、蓄电池储能的配置规模.基于园区热能和电能实时功率变化，证实优化配置方法的合理性.对含碳交易成本的约束求解表明，综合能源系统的储能设备应向高效率方向转移，热负荷由电极锅炉向空气源热泵转换，蓄电池由锂离子向钠硫电池转换，熔盐储热向镁砖固体储热转换.在加入综合能源系统后，系统从外部购电、购热成本大幅减少，实现了日折算总成本和总运行成本的双重降低，总运行成本约为原先的20%～40%，日折算总成本仅为目前的30%～40%，且碳、氮、硫排放量显著降低90%以上.研究结论指明未来各部分储能的发展方向，对于当前建设零碳工业园区具有积极意义.     

基于BIPV功率与负荷预测的智能建筑EMS双时间尺度多能互补优化模型

建筑光伏(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)发电功率出力的随机波动特性,新型负荷与传统负荷的相互作用、需求侧响应和分时电价对负荷特性的影响是智能建筑能量管理系统(Energy Management System,EMS)优化运行必须考虑且亟待解决的突出问题。以BIPV功率、负荷功率与室外温度预测值为基础,在建立的建筑室内环境参数与建筑能耗的数学模型上综合考虑系统整体的经济性与用户舒适度,联合日前、日内两个时间尺度建立了智能建筑EMS的两阶段优化模型。日前尺度计及分时电价,以系统运行经济性为目标,制定可控电源机组启停、可平移负荷、储能装置的优化运行方案;日内尺度则在日前优化基础上综合平衡系统经济性和用户舒适度,对可控电源功率及可控负荷功率进行滚动优化。通过两个不同时间尺度上的协同优化,以实现多类型电源、储能及参与需求侧响应负荷的"源-荷-储"多能互补优化运行。最后通过实际数据的算例仿真验证了所提模型的有效性。     

考虑综合需求侧响应的区域性综合能源系统运行优化

综合能源系统(Integrated Energy System,IES)为解决能源困境提供了新的途径。将需求侧响应引入区域性综合能源系统(Regional Integrated Energy System,RIES),在RIES框架下,提出一种考虑综合需求侧响应(Integrated Demand Side Response,IDSR)的运行优化模型。首先以典型的冷\热\电RIES为框架,根据能源生产、转换、消费各环节的能量流动关系,建立了RIES的多能量流模型。然后从能量转移的角度出发,分析了通过开展IDSR转移系统能量流,提升可再生能源消纳的潜力。最后以系统运行的经济性为目标,考虑系统能量平衡和各能源设备的运行约束,建立了考虑IDSR的RIES运行优化模型,并设计了求解算法。以某地区RIES为例,对所提的方法和模型进行了计算验证,结果表明开展IDR能够有效提升系统经济性,提高可再生能源消纳水平。     

考虑阶梯碳交易机制的含混氢天然气综合能源系统容量配置

针对综合能源系统的低碳排放要求与负荷需求特点,提出一种考虑阶梯碳交易机制和混氢天然气的综合能源容量配置方法。首先,为缓解风光能源出力波动性建立以氢气储能为媒介的氢能系统,再考虑氢能对天然气的替代作用,创建由氢储能与液化天然气构造混氢天然气的综合能源系统架构;然后,引入阶梯碳交易机制约束系统碳排放;最后,以包含运行成本和年化投资成本的年投资总成本为目标函数,进行容量配置优化。算例仿真结果验证了所提模型和策略能有效降低碳排放和年投资总成本,对综合能源配置具有重要参考价值。     

考虑需求响应和风电不确定性的能源系统调度

将价格型需求响应的影响因素分为电、气分时自弹性和电-气交叉价格弹性,两者分别考虑价格调控下能源需求在时间、类型上的转移. 依据模糊数的物理意义对风电历史数据进行拟合;考虑不同场景的发生概率对不确定性的影响,提出基于多场景的模糊优化模型. 依据模糊规划理论,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立考虑风电消纳的电-气综合能源系统源荷互动日前模糊优化调度模型. 采用模糊期望约束、模糊机会约束的等效处理方法和天然气气潮流线性化方法将非线性约束转化为线性约束并求解该模型. 算例表明,通过考虑价格型需求响应和风电不确定性,可以更加准确地模拟在不确定的市场环境下,用户在不同能源间的选择行为,同时降低用能的峰谷差,提高风电的消纳能力.