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...     

基于需求响应的风电消纳机会约束模型研究

规模风电的随机波动性给电网调度带来巨大困难,抑制风电出力的波动,使其较为平稳地接入系统具有现实意义.从需求响应的角度研究了风电消纳的问题.研究对象上,同时考虑价格型和激励型需求响应,计及了负荷的自弹性和互弹性系数,更加全面地反映了需求响应资源的特性;数学模型上,由于风电出力的随机性,采用了机会约束规划模型,使决策结果能...     

考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置

综合能源系统中储能优化配置和需求侧响应的应用,可解耦热电联产机组（CHP）运行的“以热定电”约束,提高能源利用效率。因此,考虑源荷双侧发电、供热、用电、用热性能,在源侧加电、热储能实现热电联产机组的热电解耦,荷侧充分利用电、热综合需求（IDR）资源可调度资源,建立考虑综合需求响应的区域综合能源系统电、热储能容量优化配置模型。该模型考虑储电储热约束、功率平衡约束等,以区域综合能源系统年总费用最小为目标,解决电、热储能的经济配置最优问题。算例结果表明,电、热储能与负荷侧协调运行可降低运行成本,考虑综合需求响应可减少储能配置容量。源侧储能配置和负荷侧的综合需求响应促进风电消纳,提高综合能源系统运行的经济性、精准性和灵活性。     

面向规模化风电消纳的电-气-氢能源互联系统协同规划

高比例风电接入系统趋势下,考虑将规模化新能源转化为氢气等清洁气体,配合燃气设备发电,以解决可再生能源消纳和减少碳排放问题。首先介绍了电-气-氢能源互联系统能流结构框架和关键设备运行模型;其次,计及源、荷的不确定性,构建含燃气机组、储氢装置、燃料电池以及电转气(Power To Gas, P2G)设备的优化规划模型,通过二阶锥松弛和分段线性法将其转化为混合整数线性规划模型进行求解;最后采用IEEE-9节点电力网络和7节点天然气网络联合系统进行算例验证。结果表明,储氢装置及燃料电池的应用,降低规划总成本的同时能够提升风电消纳和减少碳排放,且考虑不确定性的规划方案能够提高系统灵活性,保证系统可靠运行。     

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。     

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...     

基于电价型需求响应的微电网两阶段随机调度方法

研究了电价型需求响应参与微电网调度运行的问题,在电价型需求响应的基础上,采用场景法考虑微电网中风光出力的随机不确定性,建立了微电网两阶段随机优化模型,由第一阶段的需求响应资源参与风光消纳,引导用户响应风光出力的变化,在第二阶段通过调整可控微源的备用资源,校正实时运行场景下的供需不平衡,满足不同风光出力场景的差别需求。算例结果表明所提考虑电价型需求响应的微电网两阶段随机调度方法具有应对不确定风光出力的鲁棒性,可以有效提高微电网系统整体运行的经济性。     

基于分布鲁棒优化的含碳捕集电厂与电转气装置协同的日前低碳经济调度

电网中接入碳捕集电厂与电转气装置对于实现碳减排、促进新能源消纳至关重要。首先引入碳交易机制,基于碳交易计算模型,建立采用综合灵活运行方式的碳捕集电厂和电转气装置的协同运行模式,分析其对新能源消纳和降低碳排放总量的促进作用。在此基础上,同步考虑碳捕集机组和火电机组的相关检修约束,构建机组检修-运行联合优化调度模型,验证机组检修-运行联合优化相较于分别优化的经济性和合理性。同时,在所建立的机组检修-运行联合优化调度模型中充分考虑大规模新能源的不确定性,提出基于数据驱动的检修-运行两阶段分布鲁棒优化算法,兼顾了系统经济性和鲁棒性。最后,基于Gurobi对改进的IEEE-39节点系统进行仿真验证,结果证明所提模型可显著降低碳排放,并进一步促进风电消纳,实现系统经济性及鲁棒性更均衡的检修-运行联合调度。     

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。     

可再生能源消纳责任权重制下风电多阶段消纳策略

风电等可再生能源的迅速发展使其成为了电网的重要组成部分，但其出力的不确定性为消纳带来了一定的困难。基于不同时间尺度下风电不确定性强弱，考虑不同电力市场间的联动，结合可再生能源消纳责任权重的实施背景，提出一种可再生能源消纳责任权重制下的风电多阶段消纳优化策略。中长期市场中，建立交割日前顺负荷电量出清模型，优先消纳风电稳定出力段；日前市场中，建立火电参与调峰的市场出清模型，最大化风电消纳；实时平衡市场中，建立单侧挂牌交易市场出清模型，完成过剩风电的实时消纳；绿证市场中，基于古诺模型模拟的绿证市场，最大化发电商收益。模型间通过风电出力的变化进行数据传递与交易控制。仿真结果表明，该多级消纳策略在促进风电消纳的同时降低了社会发电成本。     

计及源荷时序特性的低压台区分布式光伏接入分布鲁棒优化方法

为提高低压配电台区中分布式光伏(DPV)的接入容量,促进光伏消纳,本文提出一种计及源荷时序特性的低压台区DPV接入分布鲁棒优化方法.首先,针对低压台区中分布式光伏出力和负荷需求的不确定性,提出一种基于优化聚类的源-荷联合时序场景生成方法;其次,计及电压约束、线路容量约束、逆变器无功补偿约束及光伏消纳约束等,构建低压台区分布式光伏接入分布鲁棒优化模型,在保证各典型场景最恶劣概率分布下的弃光率期望值符合要求的情况下,最大化低压台区中分布式光伏接入容量;然后,建立低压台区分布式储能接入的数学模型,以研究储能接入及其充放电机制对低压台区分布式光伏接入的影响;最后,以实际配电台区为例进行仿真计算,验证了本文模型的有效性.     

含风光水气火蓄的多能源电力系统日运行优化调度方法

针对当前多能源电力系统中大量弃风、弃光和弃水的问题,文中通过构建含风光水气火蓄的多能源电力系统日运行优化调度方法,有效提升可再生能源的消纳能力.首先,在保证火电最小经济技术出力及水电强迫出力的前提下,根据系统负荷大小确定可再生能源发电运行可行域.其次,在可再生能源发电运行可行域内优先安排风-光-径流水发电,若其满发有剩余,则安排抽水蓄能电站进行抽水,若抽水至满库容后风-光-径流水发电仍有剩余,则按负荷实际需求,按风电、光伏和径流水装机比例调降各自出力;若风-光-径流水满发后不能满足负荷需求,则优先安排可调节水发电,剩余负荷由火电、燃气和抽蓄电站以其总运行成本最小为目标来安排发电.最后采用CPLEX进行求解.实例分析表明文中方法能够提升可再生能源的消纳水平、减少非再生能源的消耗.     

含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济运行

针对当前电力系统中弃风现象严重以及二氧化碳排放量高的问题,提出一种含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济调度模型,引入经济折算系数将二氧化碳排放量折算到经济维度和系统的运行成本共同组成综合成本最低的目标函数,并考虑含电转气的电力系统及天然气系统的能流模型与安全约束,用内点法予以求解。采用修改的IEEE 30节点电力系统和比利时20节点天然气网络进行算例分析,通过比较4种不同模型下的综合成本与二氧化碳排放量,验证所提模型能有效兼顾系统运行的低碳性和经济性,同时大大提高消纳风电能力。取不同经济折算系数会得到低碳性与经济性不同侧重的最优调度结果。     

基于激励原理的可中断负荷

为克服电力市场条件下，由于负荷的价格弹性不足导致供电公司负荷调节能力下降，而面临较大风险的问题。根据激励理论和传统的DSM方法，提出了基于激励原理的可中断负荷方法。鼓励用户进行积极的负荷调整从而增加负荷的价格弹性。将委托-代理模型应用到供电公司的可中断负荷设计中，对用户属于风险中性和风险规避两种不同的类型分别推导了最优可中断负荷的计算公式，其中考虑了电价对用户负荷的影响，给出了带激励的可中断负荷合同设计的基本步骤。最后通过算例说明了该方法对规避实时市场风险的正确性、合理性。     

基于CVaR的高比例光伏区域综合能源系统优化调度

在“双碳”目标的驱动下，以光伏为代表的分布式能源正大规模接入配电系统与配气系统，二者间的耦合也更加紧密，为低碳可持续能源系统的构建带来了新的机遇，然而，由于分布式能源的随机性，其也不可避免的造成了两个系统间潜在的运行风险。基于此，本文提出了一种高比例光伏渗透率下区域综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先，在高光伏渗透率的前提下，建立了考虑储能设备的电-气区域综合能源系统日前调度模型，利用二阶锥松弛将模型线性化。其次，基于CVaR风险评估模型的理论基础，建立并简化了损失函数。接着，在实时调度过程中考虑CVaR风险评估模型，建立了考虑CVaR风险评估的区域综合能源系统实时调度模型，以平衡不同风险态度下新能源不确定性导致的风险成本。最后，将前述两个模型合并，建立了区域综合能源系统日前-实时多时间尺度调度模型，分析区域电力系统与区域天然气系统之间的相互作用与能量流动。在算例分析中设计了不同的负荷强度方案对模型进行验证，分析了不同方案下系统购电量与不同设备运行参数的变化。结果表明，所提模型可以有效缓解因新能源随机波动带来的运行风险，同时考虑耦合设备的运行调控能够促进区域综合能源系统的耦合运行并取得良好经济效益。     

含多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统经济优化调度模型研究

基于能源互联网理念的提出和可再生能源的快速发展,计及储能装置的运行特性,考虑冷电联供的经济性,兼顾系统的环保性和节能性,以综合成本为目标,搭建了含风电、光电等多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统优化调度模型。基于对冷负荷需求和风电、光电出力的日前预测,采用自适应布谷鸟算法求解模型,得到不同运行方案下各机组的最佳调度方案。通过算例仿真发现,含有多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统可以充分发挥可再生能源发电特有的经济、环保优势,减少了一次能源的消耗。仿真结果验证了模型的有效性。     

风电运行风险与备用协调优化的调度方法

风电功率的预测误差体现了风电的随机性,风电的波动性描述了风电出力在指定时空尺度上的逐点变化特性。针对风电功率预测误差和风电功率波动所需的备用容量,通过对风电的随机性、波动性分析应对,建立风电备用需求新模型。根据风电备用需求与系统运行备用之间的关联关系,定义了风电运行风险,并在此基础上构建了风电运行风险与备用协调优化的调度模型,在模型中采用惩罚的方式对因系统为风电提供的运行备用不足所造成的失负荷成本和风能浪费成本加以考虑。通过修订后的IEEE 6节点和118节点系统算例的仿真计算,验证了模型的正确性和有效性,为更大限度、更经济、更安全的利用风电功率提供了一种决策支持。     

基于自适应粒子群算法的智能家居管理系统负荷优化模型

在能源互联网发展的背景下,针对电网需求侧响应的策略及用户节约用电成本的要求,设计智能家居管理系统(smart home management system, SHMS)的基本结构,构建智能家居管理系统负荷优化模型,并采用引入衰减因子的自适应粒子群算法对模型进行求解,可得到满足用户要求的家庭负荷运行方案。仿真算例采用了实际的分时电价、室外温度、负荷参数等信息,与优化前相比,用户负荷曲线得到改善,用电成本及用电量明显下降,验证了算法的有效性。     

计及电转气技术的一种区域综合能源优化方法

随着可再生能源的大量开发,可再生能源的不稳定与电网建设的滞后等问题导致了严重的弃风弃光现象,造成了大量资源浪费,带来了较为严重的经济损失。能源互联网的提出可有效解决大规模可再生能源的消纳问题,提高新能源利用率。在此背景下,文章提出以日前24 h区域经济效益最优为目标的区域综合能源优化模型,该模型引入电转气技术,并考虑目标区域的风电与负荷特性,将在满足区域电负荷后的富余风电转化为易存储的天然气,再将天然气卖给区域用户,若在满足区域气负荷的情况下还有富余气量,则将富余天然气转卖给燃气公司通过燃气管道送给用户,进而实现日前24 h区域经济效益最优。最后,仿真实验验证了电转气技术的消纳风电潜力及其可以带来的可观经济效益。