基于主从博弈理论的综合能源系统优化运行方法

综合能源系统作为实现智慧能源的关键技术形式,其优化运行问题是一门重要课题。针对综合能源系统优化运行问题,考虑到系统多能互补协调,基于主从博弈理论进行建模。其中:主体博弈模型以多能互补协调计划为博弈策略,以综合能源系统综合运行成本最小化为博弈支付,计及多能互补协调约束等必要约束条件;从体博弈模型以各个形式能源子网的运行计划为博弈策略,以能源子网运行收益最大化为博弈支付,计及分布式供能设备运行约束等必要约束条件。分析得到主从博弈模型的纳什均衡,基于混沌粒子群算法设计模型求解流程。最后通过仿真算法表明,所建立的模型适用于综合能源系统优化运行方案制定,能够显著降低系统运行成本。     

基于碳交易机制的综合能源系统优化

促进发展清洁能源生产绿电,对实现双碳目标有着积极的意义。构建了由燃气轮机、燃气锅炉、吸收式制冷等组成的综合能源系统,引入碳交易机制,以综合能源成本最低和碳收益率最大为目标函数,建立考虑多重约束的优化模型。为了提高优化模型的计算速度与精度,提出通过模拟退火算法并结合粒子群算法进行改进的方法,对优化模型进行求解。计算结果验证了基于模拟退火粒子群算法优化综合能源系统运行的可行性和有效性,对碳交易机制下的清洁能源综合发展有着积极的促进作用。     

基于改进麻雀算法的园区综合能源系统优化研究

将虚拟储能与园区内实体储能装置相结合,提出一种新型混合储能系统.针对原始雀搜索算法易陷入局部最优、收敛精度不够、迭代时间过长等问题进行改进:使用Circle混沌映射初始化,形成均匀分布麻雀个体;引入余弦变化的惯性权重因子平衡局部和全局搜索能力以及Levy飞行避免搜索停滞,陷入局部极值;对最优麻雀进行维度交叉变异,保证结...     

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。     

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。     

基于能量枢纽的综合能源系统优化规划

  [目的]  提出了基于能量枢纽的综合能源系统优化规划模型用于解决综合能源系统长期规划问题。  [方法]  能量枢纽(Energy Hub)是分析综合能源系统的重要模型,代表各种不同能源形式之间的耦合关系,例如电力,天然气,供热系统等。  [结果]  此综合能源系统优化规划模型在考虑系统可靠性,能源效率,排放指标等多种决策因素的情况下解决了不同能源形式之间的最优规划问题。  [结论]  综合能源系统算例分析用于验证该模型用于优化规划综合能源系统的有效性,并表明基于能量枢纽的综合能源系统针对系统的长期规划具有更大的灵活性,是研究综合能源系统规划的重要方向。     

综合能源系统运行优化设计与运行策略研究

综合能源系统能整合协调各异质能源,是提高能源利用率和降低运行费用的有效途径。提出了两种运行策略及一种基于穷举法的优化策略方法,建立了包括小型燃气轮机系统、地源热泵、电制冷机、吸收式制冷机、换热器的综合能源系统能量转换模型。在案例研究中,提出了以典型日费用最小为目标的综合能源系统优化方案,对以电定热、以热定电两种运行策略下的场景进行了优化分析,确定设备的最佳容量和运行参数,给出了运行策略对比分析结果。结果表明：以电定热策略的整体经济性优于以热定电策略约10%;与传统供能系统在经济性上的适用性进行对比发现,综合能源系统成本节省比例在5%～30%之间。     

基于综合能源系统的最优潮流解耦算法

依据能源枢纽作为多能源系统的联系载体,建立了一个通用的优化建模框架,用于不同能源耦合系统的最优潮流研究。根据建立的优化建模框架,将综合能源系统的最优潮流问题解耦,得到一系列独立的传统最优潮流问题,从而使得问题易于求解。综合能源系统的最优潮流问题是一个大规模的非线性问题,将多主体进化算法应用于求解中,从而保证能够得到的全局最优解,适用于大型的复杂的多能源系统。通过包含有多个能源枢纽的综合能源系统的仿真分析,验证了该模型的有效性。     

计及多类型电储能的综合能源系统优化运行对比分析研究

综合能源系统是泛在电力物联网的重要组成部分,多种类型的储能设备在其中发挥了重要作用。目前的多数研究只考虑了单一类型电储能对综合能源系统优化运行的影响,或是通过对多种能量形式的储能进行联合优化调度展开研究。至于多种类型电储能在综合能源系统中的优化运行结果以及定量对比分析工作还开展的较少。鉴于此,文中提出了计及飞轮储能、电化学储能和超导储能等多类型电储能的综合能源系统优化运行模型,以系统日运行成本最低为目标,并采用人工智能算法来保障预测数据的准确性,利用混合整数线性规划方法进行求解,同时设置了3种运行场景,对不同场景下的优化结果进行了定量分析对比。算例分析表明,采用电化学储能可获得最低的系统运行成本以及最为显著的售电交易量;而超导储能具备充放调度灵活性高,充放潜力大的特点。     

基于CNN-Bi-LSTM功率预测的海岛综合能源系统优化调度

合理构建海岛综合能源系统对沿海能源清洁化转型意义重大,其优化调度更是实现海岛能源供需平衡的有效途径。为此,提出了一种考虑风光功率预测的海岛综合能源系统优化调度方法。首先,搭建包含氢能设备、海水源热泵、海水淡化装置、波浪能发电装置等新型能源转换设备的系统模型。其次,海上气候多变会导致新能源发电不稳定,故采用含环境变量重要性排序的一维卷积神经网络和双向长短时记忆神经网络（convolutional neural network-bi-directional long short-term memory,CNN-Bi-LSTM）联合模型对发电功率进行预测。然后,为维持海岛基本生存条件,以电-冷-淡水-氢平衡为约束,以改善系统运行经济性和可再生能源消纳率为目标函数,建立综合能源系统优化调度模型。对夏冬两个典型日进行仿真分析,结果表明所提出的预测模型具有较高的预测精度,所提优化调度方法可以实现海岛能源供需平衡,同时能够有效降低系统运行成本,提高可再生能源消纳率。     

综合能源系统调度优化综述

本文针对国内外已有的研究,首先总结了综合能源系统的结构和框架,以及调度优化的基本流程,并对调度优化建模的关键技术研究进行了梳理和归纳,最后对目前发展中存在的问题进行了简要的分析,提出了未来研究的方向.     

基于合作博弈的多区域综合能源系统优化调度

为了提高能源利用效率,近年来综合能源系统（IES）受到越来越多的关注。在多区域IES互联体系下,从概率论角度提出了综合能源互联系统利益分配机制。首先构建了多区域IES在合作博弈下的联盟总日运行费用模型,模型中计及了不同区域IES间可通过微电网和微热网实现电能和热能的交互;其次,从概率论角度分析了联盟形成的条件概率并构建了个体IES边际贡献模型,进而提出了IES合作博弈分配机制;最后,基于案例分析对所提机制的有效性进行验证。仿真结果表明,所提利益分配机制可保证能源互联系统中各IES均能够获益,保证了联盟利益分配的合理性和公正性。     

考虑电转氢气过程及综合需求响应的电-氢-气综合能源系统协调优化运行

文章介绍了电转氢气、氢气转天然气的过程,并在此基础上构建了电-氢-气综合能源系统。通过考虑综合需求侧响应,建立以最小化系统运行总成本为目标函数的协调优化模型,利用禁忌搜索算法和粒子群算法相结合的改进算法进行求解。经验证,考虑电转氢气过程及综合需求响应的协调优化方案增强了综合能源系统的经济性、环保性,提高了新能源的消纳能力。     

面向可再生能源高比例消纳的综合能源系统优化规划模型研究

为解决"三弃"问题,提高可再生能源消纳能力,文章基于能量枢纽模型,提出了能够提升系统灵活性与可再生能源消纳能力的方案,并以高比例可再生能源消纳与系统综合经济性为目标,考虑典型日系统冷热电功率平衡约束、设备输入-输出耦合约束(能量枢纽模型)、设备出力限制、电网联络线功率约束等约束条件,建立面向可再生能源高比例消纳的综合能源系统优化规划模型。针对模型的非线性特性,采用数学等效变换将其转化为0～1混合整数线性规划模型,并求取全局最优解。最后,以江苏某区域为实例,分析了高比例可再生能源接入对能量枢纽容量配置及其关键设备在不同典型日出力的影响,并基于灵敏度分析法,分别分析了设备单位容量造价、能源价格及热电负荷比对规划结果的影响,验证了所提规划模型的正确性与合理性。     

多场景下区域综合能源系统的优化运行

该文构建含风、光、气、网联合供电、供热(冷)的综合能源系统调度模型,调度模型以综合能源系统成本最小为目标函数,以供电平衡、供热(冷)平衡及微型燃气轮机运行等为约束条件。根据"以热定电"与"以电定热"模式在夏冬季节的运行设定4种场景,分别运用布谷鸟搜索算法对4种场景下的调度模型进行求解,得到在4种场景下区域综合能源系统各参与方的出力,并对比分析4种场景下区域综合能源系统的运行成本。最后,采用传统的粒子群算法、遗传算法对模型进行求解,并与布谷鸟搜索算法所求结果进行对比分析。仿真结果验证了所提模型和算法的有效性及优越性,得到更适合的运行策略,为区域综合能源系统的经济调度提供了新的方法和途径。     

计及柔性负荷参与的综合能源系统优化调度

为提高源荷匹配度,平抑负荷波动,该文提出计及需求响应负荷和地源热泵出力的综合能源系统优化调度模型,研究柔性负荷与地源热泵在调度顺序不同的情况下对系统的影响。首先,以系统的经济成本和环境成本最小为目标,建立综合能源系统优化调度模型优化各设备的出力。其次,在考虑新能源机组出力不确定性的基础上,利用地源热泵装置转换效率高的特点改善能源互补能力并使其作为一种可调度资源参与系统的调度。最后,在需求侧将柔性负荷分为可转移、可削减负荷作为可调度资源参与调度,平滑负荷曲线。通过算例分析可得：不考虑可调度资源出力顺序的情况下,能有效提高系统的经济和环境效益以及源荷匹配能力。     

基于类电磁机制算法的综合能源系统多目标优化调度

针对综合能源系统低碳经济调度的优化问题,引入P2G设备提升系统的弃风消纳空间与低碳经济性,以运行成本与碳排放量为优化目标,建立含多种供能设备的综合能源系统多目标优化调度模型。模型的求解采用改进的类电磁机制算法,针对综合能源系统调度问题约束较为复杂,算法易陷入局部最优的问题,引入立方混沌初始化、差分进化策略和自适应权重因子,增强了算法的全局搜索能力与收敛性。结果表明,提出的IELM算法在全局最优解方面、收敛效率方面和操作适应性具有明显优势,P2G装置能有效提升系统的弃风消纳率与低碳经济成本。     

面向综合需求响应的综合能源系统优化调度

电能和天然气的强耦合使得电气综合能源系统调度问题复杂化,特别是该类系统需求侧的灵活性显著强于电力系统或天然气系统,基于此,该文旨在解决考虑综合需求侧灵活性的电气综合能源系统优化调度问题。为了充分利用需求侧的灵活性,该文建立了详细能量路由器的综合需求响应模型,与传统需求响应方案不同,综合需求侧响应方案须考虑电力需求和天然气需求的灵活性和可控性。此外,该文建立的综合需求响应模型属于一个优化问题,而不是价格响应问题。基于两级优化框架,实现了能量路由器综合需求响应模型与电气综合能源系统的调度模型的能量交互。然后,将上述优化调度问题建模为一个复杂的双层混合整数非线性规划问题,并提出了一种有效解决上述复杂问题的方法。最后,案例研究验证了所提方法的优越性。     

风光氢综合能源系统设计及运行集成优化

基于风光制氢和燃料电池热电联供的风光氢综合能源系统是消纳富余可再生能源、减少弃风弃光的有效途径,实施系统设计及运行集成优化,对提高综合能源利用率、降低系统经济成本具有重要意义。通过构建风光氢综合能源系统设计及运行集成优化模型,对系统各设备的容量配置方案及典型运行策略进行了优选,并且系统比较了不同风光资源及用能负荷特性下系统设计及运行方案的差异。结果表明：风光氢综合能源系统在办公楼负荷场景和风光资源更丰富的地区获得了更优的经济性。     

基于合作博弈的综合能源系统电-热-气协同优化运行策略

在"双碳"背景下,为有效提高综合能源系统(IES)的能源利用率,减少碳排放量,同时提升系统运行的灵活性,提出一种基于合作博弈的IES优化运行模型.首先构建IES框架,针对电转气(P2G)、碳捕集、燃气轮机、热储能等设备进行建模;其次考虑系统内各主体之间存在协同合作的可能,将系统内各运营主体分为三方构建合作联盟,阐述能源...