计及多指标间相互影响的园区综合能源系统规划评价方法

目前在对园区综合能源系统规划方案的多指标评价中,通常缺乏考虑指标间的相互影响,致使得到的评价结果不具一般性,甚至存在评价结果不准确的问题。因此,针对园区综合能源系统的规划方案提出考虑指标间相互作用的改进妥协解排序法(multicriteria optimization and compromise solution in English, VIKOR)。首先从经济性、可靠性、环保性与能效性这4个层面建立综合能源系统的评价指标模型,进而构建综合评价体系。然后基于对偶犹豫模糊集与模糊测度的概念,对经典的VIKOR方法做出改进,利用模糊测度对各指标进行赋权,使其在对备选方案进行评价时充分考虑到各评价指标之间的相互作用关系。最后通过算例验证所提评价方法的合理性与客观性。     

计及多评价指标的园区能源互联网双层优化配置

在坚持走能源可持续发展道路的背景下,园区能源互联网成为能源领域重要的发展趋势。搭建了园区能源互联网的典型架构,并对能源设备进行建模;提出了综合能源自给率、综合能源利用率和能量缺额期望的评价指标;进一步,计及上述评价指标,构建了园区能源互联网双层优化配置模型。所述模型考虑了能源设备N-1故障的能量缺额惩罚成本,以及综合能源自给率、综合能源利用率、能量缺额期望的约束,并以结合灾变遗传算法和CPLEX求解器的混合算法进行求解。最后通过典型住宅区进行验证,结果表明所述方法能够兼顾系统的经济性、能源可持续性、高效性和可靠性。     

基于改进遗传算法的园区综合能源系统规划研究

通过能源综合化建设来实现终端能源的高效化,成为当前支撑碳中和碳达峰的重要途径之一。针对园区能源系统能效提升、规划配置等问题,提出了园区综合能源系统经济-能效多目标优化规划模型。分析园区综合能源系统的基本结构,以年总成本、综合能效为优化目标,并考虑能源规划投资和能源运行安全的各类约束,建立了园区综合能源系统多目标优化规划模型;然后,基于NSGA-II算法和融合模拟退火算法的特点,融合模拟退火算法的搜索机制改进NSGA-II的求解性能;最后,以我国某园区为例验证模型和算法的有效性。     

分布式能源系统多指标综合评价研究

分布式能源系统由于其能量输出形式较多,发电出力具有间歇性、不稳定性以及具有环保效益等特点,在构建综合评价模型、评价指标,确定权重等方面存在技术难点。文中在全面分析分布式能源实际特点的基础上,构建了包含分布式能源经济、能耗、环境因素的指标体系;为了更好的确定指标权重,提出了主观与客观赋权相结合的AHP-熵权赋权法,并运用熵值对AHP法赋权进行修正,将主观与客观赋权法科学、合理地结合;建立了多属性加权决策模型,并结合雷达图、散点图分析了各方案的同一度,对立度以及差异度。实证分析结果表明模型评价结果直观且与实际相符,数据信息利用率较高。     

考虑建设时序的园区综合能源系统多阶段规划

园区综合能源系统(park-level integrated energy system,PIES)的工程建设往往分为多期,但目前PIES的规划未考虑系统建设时序,并假设在整个规划周期内负荷水平保持不变,造成了规划前期冗余配置、超前投资,后期设备容量短缺、供能质量下降等诸多问题,严重影响了PIES的经济效益。因此,提出一种考虑建设时序的PIES多阶段规划方法。将规划周期分成若干个阶段,随着园区负荷水平的不断提升,在每个规划阶段期初增加设备投入,以满足长时间尺度下负荷增长的需求。首先,建立各能量生产、转换、储存单元数学模型;在此基础上,以计及投资、运行和维护费用的全寿命周期成本最低为目标,以每个规划阶段的设备运行和功率平衡为约束,建立PIES的多阶段规划模型,并采用混合整数线性规划算法进行求解,得到各规划阶段的最优配置方案。最后,通过算例验证了多阶段规划方法在提升园区供能经济性、促进光伏消纳等方面的有效性。     

基于电能替代的园区综合能源规划评价方法

针对综合能源园区多能耦合的特点,对其建设效果的影响因素进行分析,考虑电能替代工作的积极影响,以社会效益、能源利用效率、可靠性、经济性和环保性为准则构建综合评价指标体系和指标量化计算模型,并介绍指标计算方法.提出了一种采用组合赋权法优化物元可拓模型的综合评价方法,该方法采用基于\"权重偏差向量最小\"的组合赋权法集成主、客观...     

计及电转气规划的综合能源系统运行多指标评价

电转气设备的应用可实现能源转换,大力消纳可再生能源。电转气设备与燃气轮机的结合,可使能量在电网和天然气系统中双向流动。提出一种配置电转气设备的电-气联合系统优化模型,分析电转气设备的应用对负荷供能率及可再生能源过剩率的影响。介绍了电转气设备的应用场景及联合系统配置模型;设置了相应指标对联合系统进行建模,并以电转气设备、蓄电池和燃气轮机的建设及运维成本最小为目标函数。算例结果表明,电转气技术提升了负荷供能率,降低了弃风水平。     

计及㶲效率的多园区综合能源系统协同优化运行方法

为提高多种能源舱集成的多园区综合能源系统的能源利用率,提出一种计及?效率的多园区综合能源系统协同优化运行方法。考虑各类能源和负荷的能质系数,建立多园区综合能源系统?分析模型,并基于该模型分析系统?效率与各园区能量交互量的影响关系;为使模型线性化,将?效率转换为?耗,进一步以系统总成本和?耗最低为优化目标建立多目标优化模型;运用epsilon约束法求解模型得到Pareto前沿,采用基于理想点的折中解获取法确定折中解方案。以上海某智慧小镇为例进行仿真验证,仿真结果表明,所提方法能够有效提升系统?效率,提高各园区能量交互量,实现系统高效运行。     

含分布式供能设备的综合能源系统规划评价

综合能源系统作为能源领域发展趋势,对其进行综合评估,在规划阶段进行方案优选,保证最大化能源利用效率以及供能系统安全稳定运行,具有至关重要的意义。本文从可靠性、经济性、环保性角度出发,以热电联供系统为例,综合考虑电网、热网特性建立了综合能源系统评价体系。鉴于评价指标量纲不同以及指标优劣的模糊性,采用模糊综合评价法对指标进行模糊变换,通过反熵权法确定权重,针对不同的用户供能设备配置方案,将评价矩阵转换为综合评分。通过算例验证了本文所提评价体系的可行性和有效性,并给出了不同设备的配置建议。结果表明,小型燃气锅炉不宜在热电联供系统中进行配置,分布式光伏和电热水锅炉可显著提升系统性能,并且提升的幅度存在边际效应。     

计及多主体能源交易的综合能源系统规划方法研究

随着对综合能源系统的进一步发展和应用,以及日益增长的综合能源服务需求,综合能源站将会成为未来用户终端的主流形式,来满足冷热电能源及节能减排的需求,由此区域综合能源系统及综合能源市场将逐步形成。文章将综合能源系统(冷、热、电、气)划分为2层进行建模分析,下层为需求侧终端的综合能源站,基于能量枢纽模型进行建模;上层为多个单主体综合能源站组成的区域综合能源系统。在构建区域综合能源系统框架和模型的基础上,参考博弈理论并基于实际情景分析,建立综合能源系统多主体利益均衡规划模型,最终协同运算误差及运算速度得到计及多主体能源交易的区域综合能源系统规划方法。为了验证规划方法的正确性并体现区域综合能源系统的作用,以含3个单主体综合能源站的区域综合能源系统为对象进行算例分析,同时给出站间能源交互以及综合能源站设备容量配置与调度对各站供能成本以及对各站加入区域综合能源系统的收益的影响。     

基于改进三角模糊VIKOR法的用户储能系统配置方案综合评估

针对不确定环境下用户储能系统配置方案评估决策,提出一种基于改进三角模糊多准则妥协解排序(VIKOR)法的评估模型。首先,运用扎根理论构建评估指标集,并采用灰色关联-粗糙集方法进行指标筛选,形成评估指标体系。然后,采用主、客观相结合的方法计算指标组合权重,以提高其准确性,其中主观权重由模糊层次分析(FAHP)法求得,客观赋权法由改进标准间重要性相关性(CRITIC)法求得。最后,考虑指标之间的冲突性与模糊性,运用改进三角模糊VIKOR法对配置方案评估与排序比选。通过仿真分析,验证了本文所建模型的有效性和可行性。     

面向多能协同园区的能源综合利用率指标

考虑综合能源系统多能流特性及可再生能源接入影响,提出适用于多能协同园区能效评估的能源综合利用率指标。该指标可综合反映园区对可再生能源的消纳率及不可再生能源的利用水平,体现综合能源系统低碳、高效的核心特点。分析比较了所提指标与其他能效指标的区别,讨论了不同目标对调度策略的影响。算例结果表明,相比于传统一次能源利用率的直接推广,该指标能更准确地体现园区多能联供、能量梯级利用的优势。同时,通过适当调整电价,成本最低与能源综合利用率最高的调度结果将趋于一致,反映了为促进可再生能源消纳,减少非可再生一次能源耗量,合理定价的必要性。     

多园区综合能源系统互联两阶段分布式运行优化策略

针对多个园区互联形成的多园区综合能源系统园区间电能交互、收益分配问题,首先,构建园区间电能交互运行框架;其次,从电力市场、隐私保护角度出发,提出一种两阶段分布式运行优化策略,第一阶段求解园区间的电能交互量,第二阶段基于非合作博弈理论出清园区互联运行模式下的电能交互成本与收益;最后,采用交替方向乘子法分离耦合变量依次对两阶段模型分布式求解。结果表明,交替方向乘子法在保护各主体隐私的前提下实现了两阶段模型的高效迭代求解,园区间通过电能交互整合资源降低了运行成本,经非合作博弈出清后的园区收益公平合理。     

计及设备时变性的园区综合能源系统能效模型

根据园区综合能源系统的典型结构特征,结合园区运行过程中的不确定因素,建立了计及运行工况变化的设备可靠性概率模型,克服了现有模型单独、割裂分析设备运行特征的缺陷;然后,在能量流模型的基础上引入工况因子,建立了PIES能效模型,有效度量了实际能量转换概率,实现园区综合能源系统的节能经济目标。最后,以西北地区某实际大型油田作业生产区为例进行验证,证明了本文所提模型的合理性和有效性。     

基于多方利益博弈的园区级综合能源系统经济优化运行技术研究

针对传统运行优化方法难以充分满足综合能源系统中多方参与主体的利益诉求,以及多目标求解筛选技术在其中的应用亟待进一步完善等问题,提出了考虑多方利益诉求的集中式优化模型和相应的新型求解筛选方法.首先,综合考虑新能源供应商、综合能源服务商和用户三方的收益,并计及综合需求响应的影响,构建了园区级综合能源系统经济优化调度模型;然...     

计及广义储能的园区综合能源系统低碳规划

以综合能源系统的低碳规划为目标,建立了考虑蓄电池电储能、楼宇热储能、数据中心热储能为广义储能的通用统一模型,量化分析了广义储能运行灵活性对园区综合能源系统低碳化转型的支撑作用.计及负荷长短期增长不确定性与碳排放约束,建立了以规划年扩建成本与运行成本之和为目标函数的综合能源系统低碳扩建模型;以园区各设备运行约束为基础,考虑广义储能的灵活性运行方式,建立了基于能源枢纽的园区运行模型;以江苏省某工业园区为测试算例,分析了广义储能资源的灵活性运行对园区扩建规划的影响.结果表明,广义储能资源可利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用,有效促进了新能源消纳,保证了综合能源系统的规划方案兼具经济性与环保性.     

考虑灵活性需求的园区综合能源系统协同优化配置

为了进一步考虑灵活性需求对综合能源系统(IES)资源配置的影响,在IES规划过程中,提出一种计及灵活性需求及新能源不确定性的园区IES协同优化配置方法。基于价格弹性理论建立综合需求响应(IDR)柔性负荷模型,采用Z-number方法描述IDR认知过程与结果的不确定性;考虑新能源的随机性和相关性,利用非参数估计法与Frank-Copula函数改进风光出力联合概率模型,得到典型日风光出力曲线;以IES运营商年化总成本最低为目标,构建上层优化设备型号与台数、下层优化机组运行的IES双层协同配置模型。算例结果表明相较于未考虑IDR及新能源不确定性的场景,所提配置模型减少了成本,进一步提高了经济性,同时配置方案充分考虑源荷双侧不确定性给系统带来的运行风险问题,从而实现了IES规划经济性与运行安全性的平衡。     

基于改进雷达图法的光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估

针对单项电能质量指标在反映光伏并网系统电能质量综合水平问题中存在的缺陷,本文提出一种改进雷达图法,用来判断光伏系统接入是否会对当地电网的电能质量造成影响。该方法避免了应用传统雷达图法可能引起的评估结果不唯一、指标信息共用等问题,首先考虑电能质量评估指标的权重值和指标测量值,然后利用线性加权的思想得到带权指标值,并依此来绘制得到雷达图,最后构造评价指标来反映评估结果,所得的结果具有唯一性。算例表明该方法在光伏发电系统稳态电能质量评估中的有效性。