基于综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易的综合能源系统优化调度北大核心CSCD

随着能源需求急剧上升及环境污染日益严重,安全高效、低碳清洁的能源形式已成为能源发展的主流方向,而综合能源系统是降低环境污染排放、提高能源利用效率的有效途径之一。为了实现综合能源系统经济、低碳运行,本工作提出一种基于奖惩阶梯型碳交易机制和综合需求响应策略的综合能源系统低碳优化调度策略。首先,针对多元负荷的柔性特性和可调度价值,提出了考虑冷-热-电多元负荷的综合需求响应模型,并在此基础上,提出了响应补偿机制;其次,针对可再生能源的不确定性,采用拉丁超立方抽样法结合Kantorovich场景削减法生成光伏、风电和负荷的预测出力典型场景,并在优化调度模型中引入奖惩阶梯型碳交易成本,建立了以系统运行成本、响应补偿成本以及阶梯型碳交易成本之和最低的优化目标函数。最后,采用CPLEX工具箱对所提模型进行求解。算例仿真设置了不同场景,分析了综合需求响应策略和奖惩阶梯型碳交易机制对综合能源系统运行优化、节能减排的影响,验证了所建立的模型和策略能有效兼顾系统的经济、环境效益。     

基于低碳目标的电气综合能源系统优化调度策略研究

针对电气热综合能源系统低碳化运行的需求,建立了考虑电转气和碳捕集系统的电气热综合能源系统模型,计及碳交易机制对电气热综合能源系统的经济调度结果的影响,建立了基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度模型,并进行仿真分析,验证了调度策略的合理性和有效性。     

考虑电热需求响应的综合能源系统低碳优化运行北大核心CSCD

综合能源系统既能提升能源利用率,还能明显提升能源消纳效率,从而提升系统碳减排能力。碳交易将市场机制引入电力系统,不仅能够保证系统的经济性,还能对碳排放量进行有效控制,对电力企业碳减排存在深远影响。同时,随着电力系统的不断发展,电网需求侧也逐步介入电力系统的管理,实现了源-荷两侧双向互动,使能源消纳效率得到明显的提升,有效减少碳的排放量。文章建立了园区综合能源系统模型,在此基础上引入碳交易机制和电热需求响应构建了低碳调度模型。基于对系统成本的考虑,分别对4种场景下的成本和碳排放量进行比较。研究结果表明,碳交易机制和电热需求响应的引入可以有效降低二氧化碳排放量,证实了该低碳调度模型在系统减排方面的有效性。     

基于综合需求侧响应策略的园区多能源系统优化运行

在能源互联网的背景下,计及多类型能源市场价格传导机制的综合需求侧响应策略能够解决传统工业园区能源利用效率低、电能紧缺等问题。文章以园区多能源系统为研究对象,计及电力市场和碳交易市场价格传导机制,基于园区多能源系统模型,以系统运行成本最小化为目标,设计了园区多能源系统综合需求侧响应策略,对深圳某园区进行了实例分析,并运用粒子群算法进行优化求解。结果表明,文章所提出的策略能够提高多能源系统的运行可靠性,降低运行成本。     

考虑电-气综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度

随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,低碳电力更加符合社会发展的需求。氢气具有清洁无污染、能量密度大等特点,合理利用氢能源为综合能源系统的发展提供了新的方向。基于此构建了含制氢-储氢设备的综合能源系统低碳经济调度模型,引入电-气综合需求响应并考虑碳排放惩罚成本,以系统总成本最优为目标函数,利用粒子群算法对实际算例进行分析求解。仿真结果表明通过引入综合需求响应和制氢-储氢设备,可提高可再生能源的消纳水平,降低系统的成本,减少系统的碳排放。     

考虑多元负荷需求响应的综合智慧能源系统协同优化调度

考虑综合智慧能源系统管理中电负荷和热负荷的可调度价值,提出了一种考虑电热多元负荷需求响应的综合智慧能源系统协同优化调度模型及方法。首先,利用用户对供热舒适度感知的模糊性及热网在传输过程中的热惯性,将热负荷作为能源系统中的柔性负荷加入到综合智慧能源系统的优化调度中。同时,综合考虑了电负荷与热负荷的不同类型的需求响应,构建了电热多元负荷综合需求响应模型。其次,引入能质系数将能量的“质”和“量”相结合,以系统用能效率最优为目标函数,考虑正常运行条件下电气热系统运行约束,建立了综合智慧能源系统协同优化调度模型,采用量子粒子群算法对模型进行分析计算。最后,利用IEEE 9节点系统、20节点天然气系统和6节点热系统为算例进行分析,验证了所建模型及方法的合理性和有效性。     

计及综合需求响应的多能源系统调度研究综述

需求响应是需求侧参与电网调度的柔性负荷,在能源互联网多能耦合和综合利用的思想下,衍生为综合需求响应,其利用冷、热、电、气等不同形式能源间的互补关系,在不影响用户舒适度的前提下,充分调动用户侧资源,能够提升能源的综合利用效率,降低用能成本,并消纳更多可再生能源。本文介绍了IDR的基本概念和研究价值,分析了IDR在系统调度中的研究现状及存在问题,重点分析了IDR不确定性及考虑IDR不确定性的多能系统调度方法,最后总结并展望了IDR研究中的关键问题。     

考虑需求响应的社区综合能源系统两阶段优化调度

从社区能源运营商的角度出发,通过整合社区综合能源系统(IES)中可控负荷、风电机组出力等信息,提出考虑可控负荷的社区IES两阶段优化调度模型.日前调度通过分析各类可控负荷是否参与优化,研究其响应前后对社区IES运行经济性的影响;日内调度基于日前调度方案,考虑到短时期内风电机组出力与负荷的波动并根据冷热电响应速率的不同,...     

计及(火用)分析的综合能源系统多目标优化调度

建立综合能源系统优化调度模型并进行高效求解有利于可再生能源的开发利用,发掘综合能源系统降本增效的潜力。针对含光伏发电的综合能源系统,以系统■效率倒数最小和总运行成本最小为目标,结合电-热-冷综合需求响应模型和运行约束,构建综合能源系统多目标运行模型。针对模型中存在的非凸非线性项进行等价线性转化处理,将问题由多目标混合整数线性分式规划等价转换为多目标混合整数线性规划,进一步采用ε约束法将其转换为一系列单目标混合整数线性规划问题进行高效求解获得帕累托Pareto前沿,并采用TOPSIS法进行决策。算例仿真表明,所建立的含光伏发电的综合能源系统能提升系统运行灵活性,相比于单目标运行,计及■分析的综合能源系统多目标优化调度能够实现系统运行成本和效率的折衷。     

考虑需求侧响应的园区综合能源系统优化配置

以园区综合能源系统(PIES)的优化配置为研究对象,考虑电力市场分时定价机制下的需求侧响应策略,以PIES的运行成本、污染排放和能耗为优化目标,建立主问题与子问题的迭代优化架构,最后采用多属性决策方法从待选方案中选出最优的系统配置。算例结果表明,可再生能源的接入可以有效地提高PIES的综合效益,引入价格型和替代型需求侧响应后可以进一步提升PIES的经济性,但同时降低了PIES的环保性。     

考虑需求响应特征的多站融合协同优化调度

多站融合是新型的变电站模式,对多站融合中的需求响应资源进行合理调控能够有效缓解供需不平衡,提高电力系统综合运行效率,实现资源优化配置。基于多站融合的一般形式,建立了数据中心的负荷模型、电动汽车充电站模型以及储能电站模型。从充电费用、削峰填谷和配电网损耗3个方面建立了基于需求响应资源的多元多目标协同优化调度模型,为简化问题的求解复杂度,将多个子目标组合转化为单目标模型,采用基于粒子群算法的带权重极小模理想点法求解该多目标优化问题。通过算例分析比较了几种不同优化方案下的计算结果,验证了所提模型的有效性。     

考虑气电网络架构的沼-风-光综合能源微网优化调度

传统能源系统不考虑多种能源之间的协同和互补,仅对电、气、热中的某种能源进行分析和利用。文中采用能量枢纽的概念表示各能源之间的耦合关系,同时考虑气电网络架构的运行约束。在实现各能源间转化、转移和存储等协同工作的基础上,建立含沼-风-光的综合能源微网优化模型,并对其优化调度进行了研究。为保证该模型的可求解性,对其中的电力系统潮流约束采用二阶锥松弛方法,对气管网约束进行泰勒展开,将原模型转换成凸规划模型。在由TEST6节点系统、6节点天然气系统和1台沼气池装置组成的综合能源微网测试系统上进行仿真分析,结果表明,考虑气电网络架构的调度优化结果满足实际运行要求,且该综合能源微网系统在可持续性、经济性和稳定性方面都具有一定的优越性。     

含需求响应的微网经济优化运行

摘要： 为追求更高的经济效益和能源的合理利用,提出一种含需求响应的微网经济调度模型。该模型将直接负荷控制策略纳入优化调度模型,同时充分考虑居民负荷中的空调负荷和热水器负荷的使用规律和用电特性,分别进行负荷中断操作,对2种负荷使用不同的控制策略和赔偿机制,最大限度地平缓负荷曲线。以一个典型居民小区微网为例,通过基于混沌优化的改进遗传算法进行分析计算。结果表明,所提模型可以削峰填谷,具有较好的经济性和有效性。     

广东省调峰电源需求及LNG发电的竞争力

在深入分析广东调峰电源现状和广东电力负荷特性的基础上,根据广东省电力需求的预测和广东省电力规划,综合考虑各种电源的合理运行配置和可能调峰性能,研究了广东调峰需求缺口;同时,从经济性和环保效益的角度探讨了广东气电的竞争力,并提出提高天然气发电竞争力的建议。     

考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度

风电、光伏等清洁能源发电具有反调峰特性和不确定性,容易造成弃风、弃光。为应对清洁能源消纳这一挑战,提出考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度模型。搭建电转气和冷热负荷惯性模型,并分析碳交易机制下电转气设备的工作特性以及冷热负荷惯性对其需求的影响,从而建立冷热负荷供需不等式约束条件;进一步建立考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统运行成本最小目标函数,以及相应的各机组与系统功率约束。通过YALMIP和GUROBI工具箱建立并求解最优调度模型,结果表明：所提方法能够提高清洁能源消纳能力,降低综合能源系统运行成本。     

计及动态惩罚因子的风火协调优化调度

鉴于采用弃风惩罚因子在风电系统动态经济调度中存在的问题,引入动态惩罚因子,提出了一种新的电力系统动态经济调度模型——风火协调优化调度模型,并基于实际电力系统的风电场有功出力和负荷数据,在IEEE30节点系统中对计及动态惩罚因子的风火协调优化模型进行仿真模拟。结果表明,优化模型在有效降低风电场弃风量的同时,可减少系统的总成本。     

考虑源荷交互的独立微电网分层优化调度

提出了一种分层调度模型,上层模型中采用移动边界法对负荷进行不同时段的划分,建立了需求响应模型,以光伏、风电发电与负荷用电的不平衡量最小为目标,对独立微电网不同时段的电价进行求解;在优化的分时电价及负荷的基础上,下层模型中以微电网调度成本最小为目标,建立了负荷、分布式电源与负荷不平衡量最优调度补偿的经济模型,使得微电网的经济性最优。上、下层模型均采用粒子群算法进行求解。对某地区的独立微电网进行仿真,验证了模型的合理性。     

考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度

为提高发电计划实际执行的可行性,提出考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度方案,即在传统水火电优化调度中引入输电网络潮流约束,构建水火电力系统短期优化调度数学模型。该模型以火电站的总煤耗量最小为优化目标,考虑水火电的发电特性、梯级水电复杂关系、系统运行约束、输电网络约束及传输功率限制。同时为模型求解引入迁徙操作和惯性权重非线性递减策略的改进粒子群算法,并设计了五种约束处理规则以应对复杂的约束条件。最后以典型水火电系统和IEEE-9节点的电网络拓扑为例对所构建的模型和算法进行验证。结果表明,所构建的优化模型和设计的求解方法能满足复杂运行约束的短期调度方案。     

考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略

为减少电力行业发电过程中碳排放对环境的污染、提升风电消纳比例,文章提出了综合考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略。首先,在分析系统产生弃风原因的基础上,对引入电储能提升系统灵活性进而促进风电消纳的机理进行研究;其次,分析碳交易机制对电热联合系统的影响并建立碳交易成本模型;然后,构建以总成本最低为目标的优化调度模型,综合考虑火电、热电机组运行成本、风电运行维护成本及弃风惩罚费用、储能装置运行成本、碳交易成本及系统各单元约束;在保证系统安全可靠的基础上采用Yalmip/Gurobi对所建模型进行求解;最后,通过算例对比分析,验证了碳交易对电热联合系统能源结构的优化作用,以及在碳交易下,储能的参与对于进一步提升系统新能源利用率和经济环境效益的有效性。