考虑风电消纳的综合能源系统源荷协调运行优化方法

针对风电出力反峰特性导致综合能源系统消纳风电能力过低问题,在深入分析可转移负荷和风电消纳关系机理的基础上,提出考虑风电消纳的综合能源系统源荷协调运行优化方法。负荷侧将可转移负荷作为消纳可再生能源的主要手段,与微燃机和燃料电池等电源共同参与系统经济调度,形成源荷协调的运行优化模式。在该模式下,综合考虑系统运行约束条件以及设备约束条件,以风电消纳量最大和系统运行成本最小为优化目标,构建源荷协调的多目标优化模型,并利用NSGA-2算法对该模型求解。算例结果证明了所提方法的有效性。     

消纳大规模风电的电力系统源荷协同调度

大规模风电接入电网将给传统调度体系带来新的挑战,充分利用负荷侧的可调度资源能缓解电网的调度压力。为了使发电侧和用电侧均参与电网的经济调度,对可中断负荷和可转移负荷进行建模,建立了含多种可控负荷的源荷协同调度模型;采用极限场景法处理风电的波动场景并调用CPLEX求解器进行计算。算例结果表明:源荷协同调度方式能使峰谷差下降389 MW,并提高电网的风电接纳能力,使最大能接纳的风电渗透率由11%上升至21%。     

考虑风电消纳的综合能源系统“源-网-荷-储”协同优化运行

针对因传统的热电联产(Combined Heat and Power, CHP)"以热定电"运行方式导致的弃风问题,提出一种考虑风电消纳和运行经济效益的综合能源系统"源-网-荷-储"协同优化运行方法。在源侧通过热泵和储能设备解耦CHP"以热定电"运行约束,在网侧构建了稳态电-热潮流,在负荷侧考虑了综合需求响应,提升系统的风电消纳空间。系统以建设运行总成本最小为目标,考虑了能量平衡、稳态电-热潮流和CHP出力等约束条件,构建了考虑风电消纳的综合能源系统"源-网-荷-储"优化运行模型。最后,通过风机的33节点电网和8节点热网构成的综合能源系统验证所提方法的正确性和有效性。多场景仿真结果表明,该方法可有效提升风电消纳空间和系统经济效益。     

基于服务商引导的综合能源系统源-荷协同优化方法

随着能源市场的逐步开放,大量市场因素涌入传统集中式优化调度策略。在此背景下,以园区综合能源系统(community integrated energy system,CIES)优化运行为应用场景,提出了基于综合能源服务商(integrated energy services provider,IESP)引导的源-荷协同优化运行模型。在需求侧,考虑园区可转移电、气负荷以及建筑物维护结构虚拟储热特性建立综合需求响应(integrated demand response,IDR)策略。在供给侧引入综合能源服务商以代替能源网络引导多能协同灵活交易,综合考虑园区用能需求、响应反馈以及主网与园区联络线电交互功率变化情况优化电-气联合价格信号。通过粒子群结合混合整数线性规划的双层优化算法对上层服务商的价格信号及下层园区需求响应、经济调度等行为进行分层优化,考虑供需双侧互动过程中的相互影响,循环迭代求解出各方追求利益目标时的交互策略。算例仿真表明所提模型可在保障园区的参与满意度、用能经济性的基础上挖掘其响应潜力,对园区与主网间电交互功率进行“削峰填谷”,优化配置系统能源资源,提高系统整体经济性。     

考虑风电消纳的区域综合能源系统源荷协调经济调度

针对冷热电联供(combined cooling,heating and power,CCHP)"以热定电"导致的弃风问题,提出一种考虑风电消纳的区域综合能源系统源荷协调优化调度方法。首先,在源侧引入地源热泵利用风电供热,解耦CCHP"以热定电"运行约束;其次,在荷侧分析电、热需求资源可调度价值,采用电价和激励两类需求响应(demand response,DR)共同协助风电并网消纳;最后,考虑源荷协调建立区域综合能源系统双层优化调度模型,上层采用电价需求响应引导用户响应风电出力变化,下层计及供热舒适度模糊性与地源热泵作用,以调度周期内系统总成本最小为目标决策各机组最优出力,采用商业优化软件CPLEX对双层模型求解。仿真算例表明:该方法有效提高了系统风电消纳能力,降低了系统运行成本,具有良好的社会经济效益。     

基于源-荷互动的大规模风电消纳协调控制策略

近年来,中国风电发展逐渐形成了逆向分布、密集发电、集中并网的电源格局,传统电网调度控制方式难以有效解决大规模间歇式风电出力波动,风电的消纳送出受到了严重的制约。在研究不同时间尺度下风功率波动特性的基础上,通过分析常规电源和高载能负荷在调节风电波动上的互补关系,提出一种源荷互动两级协调控制策略。一级协调控制根据日前风电功率预测情况,以风电消纳能力最大为目标,通过常规电源和高载能负荷在调节容量上的优化配置,提高风电消纳水平;二级协调控制针对风电功率实时波动情况,以风电实时出力与计划出力的偏差最小为目标,通过常规电源和高载能负荷的协调控制,平抑风电波动,提高大规模风电消纳水平。通过对甘肃电网的仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。     

计及多能需求的综合能源服务商优化运行策略研究

随着分布式发电技术的不断成熟及发展,未来综合能源服务将是整合不同类型分布式发电并满足用户不同用能需求的有效途径。提出了一种含有多种分布式发电资源同时考虑多用能需求的综合能源服务商优化运行策略模型。首先建立了含有风电、光伏、燃气轮机、电储能、电热泵、辅助锅炉等分布式资源及电、热用能需求的园区综合能源系统优化调度模型;其次计算优化运行后的能源利用效率;最后,分析对比了不同季节、实时电价及天然气价格变化对综合能源服务商运行策略及盈利的影响。仿真结果验证了模型的有效性,其中综合能源服务商的收益对天然气的价格变化更为敏感。     

基于主从博弈的区域综合能源服务商运行策略

随着电力系统转型的不断推进,区域综合能源服务商(regional integrated energy service provider,RIESP)由传统的自上而下无竞争的垄断模式向多方竞争模式转变。文章综合考虑了RIESP自身发电成本及用户购能满意度,提出了一种基于主从博弈的RIESP运行策略模型。首先,介绍了RIESP的基本架构及两步式决策机制,建立了以RIESP运行利润最大为领导者目标函数和用户消费剩余最大为跟随者目标函数的主从博弈模型。然后,证明了模型Stackelberg均衡解的存在性和唯一性,并采用基于差分进化和粒子群(differential evolution- particle swarm optimization,DE-PSO)的混合算法进行求解。最后,通过仿真算例验证了所提策略的有效性,结果证明,RIESP收益及用户消费剩余均有所提升。     

供用能转换促进风电消纳的综合能源系统源荷协调优化调度

针对热电联供“以热定电”约束导致的弃风问题,提出计及供用能转换促进风电消纳的综合能源系统源荷协调优化调度方法。首先,为提高供能方式灵活性,源侧引入变工况运行的空气源热泵以及含余热回收的电转气,优化电–气–热耦合关系以压缩热电联供出力空间,提高系统风电消纳水平。其次,荷侧基于热值等效原理对电、气、热用户的用能转换价值进行分析,在多类能源价格信号的引导下形成含用能转换的综合需求响应机制,协助风电并网消纳。最后,构建计及用户综合用能满意度的综合能源系统源荷协调优化模型,以最小化系统运行成本为目标优化各时段机组出力。算例结果表明,该方法在促进风电消纳的同时能够降低系统运行成本;含用能转换的综合需求响应机制对用户满意度影响较小,更符合用户的实际用能情况。     

基于风电消纳能力态势划分的源荷储系统分阶段优化策略

仿照电力系统在不同运行条件下有着不同的运行状态,提出解决风电消纳的三态划分法。根据弃风量的多少及其变化趋势,将包含储热、电储能和柔性负荷的热电联产系统划分为正常状态、警戒状态和紧急状态。已知系统运行状态,建立不同状态下的源荷储分阶段优化调度模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。算例分析表明,正常状态下由于柔性负荷和储热装置的参与,减小了系统的调峰压力,降低了运行成本;警戒状态下电储能设备与风电场建立了一种能量互补关系,实现了平抑风电功率波动的目标,有利于系统的安全稳定运行;紧急状态下储热系统将弃风电能转化为热能,在满足用户热需求的同时,将多余热量储存起来,实现能量的高效利用。     

基于光热电站与电动汽车的综合能源系统风电消纳策略

针对热电联产机组“以热定电”约束导致的弃风问题,提出一种基于光热电站（CSP）与电动汽车的区域综合能源系统风电消纳策略。首先,构造了CSP与热电联产机组协同运行的模型,研究了CSP配合联供机组实现热电解耦的机理;其次,分析了电动汽车无序充电对降低净负荷波动的负特性,通过引入车网互动（V2G）策略挖掘了负荷侧可调度资源削峰填谷的能力;然后,以运行成本及CSP日投资成本最小为目标建立了日前经济调度模型,探讨了电动汽车不同并网方式对CSP容量配置的影响,并利用条件风险价值定量分析了由预测误差引起的风险损失。基于求解器CPLEX展开多场景对比分析,结果表明:所提策略能够有效降低系统的弃风量和总调度成本,同时可为决策者在经济性与安全性之间的权衡提供参考方案。     

基于源网荷互动的分布式能源消纳方法

分布式能源发电的不确定性给电网公司消纳新能源带来了极大的挑战,电力物联网全域感知技术为分布式能源消纳提供了有效的数据支撑,故提出了一种基于源网荷互动的分布式能源消纳方法,构建了分布式能源总功率预测方法,采用自回归移动平均算法对新能源发电功率进行预测,并建立分布式能源发电波动影响因子,分析新能源发电波动对电网带来的影响。根据源网荷的互动情况,采用离群点自趋优算法,实现新能源机组有功功率精准控制,有效推动分布式能源的消纳。仿真验证表明:采用离群点自趋优的新能源机组控制算法能根据电网运行情况,自动调控分布式能源、电网资源,实现分布式能源最大化消纳,有效提高了园区分布式能源的经济运行水平。     

基于合作博弈的多综合能源服务商运行优化策略

随着能源市场化的发展,综合能源服务商(integrated energy services company,IESC)将取代原有的能源网络对用户提供能源服务。在区域综合能源系统中,可能存在多个综合能源服务商,其既可直接与上级能源系统进行能源交易,又可以与同区域中的其他服务商进行交易。利用能源枢纽对综合能源服务商建模,考虑多综合能源服务商参与日前能源交易,提出一种基于纳什议价模型的合作博弈运行策略,进而将纳什议价模型转化为2个可求解的线性子问题并利用分布式算法顺序求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法能够实现多综合能源服务商之间的合作博弈,有效降低综合能源服务商总成本。     

考虑风电消纳的电-热综合能源系统优化运行

针对北方供暖期的弃风问题,在传统电-热联合系统的基础上,建立了横向电-热互补、纵向"源-网-储"的电-热综合能源系统.系统充分考虑了供热网的热动态特性和储电、储热两种形式的储能装置,在满足电、热需求的情况下,建立以最小运行成本为目标的优化运行模型.模型在Matlab中调用YALMIP工具箱和CPLEX求解器进行求解.通过算例仿真,分析了供热网的热动态特性和储能装置对系统运行成本和弃风量的影响.并讨论了不同储能配置下,储能投资成本对系统的影响,验证了模型的合理性.     

基于多级市场驱动的风电协同消纳策略

文章针对我国风电建设发展迅速而消纳能力不足的问题,结合我国电力市场发展趋势,以市场角度研究了一种基于多级市场驱动的风电协同消纳策略。在现货市场环境下,充分考虑开市前、日前市场及实时平衡市场具有联动性的特点,针对市场交易时间尺度与风电波动强弱的相关性,设计了风电协同消纳交易出清模型:开市前,提前被动消纳风电无波动段,建立基于等电量顺负荷市场出清模型;日前市场中,激励风电主动参与市场消纳,建立基于风火合作博弈市场出清模型;在实时平衡市场中,风电波动性减弱优化其实时消纳,建立基于单侧挂牌交易市场出清模型;三层模型之间通过日负荷功率曲线以及风电消纳量的变化量进行数据的传递与交易出清结果的控制。通过国内某省电网数据进行仿真,结果表明,所提的风电协同消纳策略有效促进风电消纳的同时,并增加新能源的市场交易优势。     

基于源荷双侧主从博弈的园区综合能源系统运行优化策略

园区综合能源系统优化运行需兼顾不同主体利益,但传统集中式优化方法难以描述各主体之间的交易互动。本文提出了一种基于源荷双侧主从博弈的园区综合能源系统运行优化策略。首先,构建了以能源供应商(源侧)、园区服务商和园区用户(荷侧)为主体的园区综合能源系统整体框架;其次,建立了3个主体的详细模型;然后,利用Stackelberg博弈方法分析源、荷两侧的能源供应商、园区服务商与园区用户之间的交易互动,并以能源供应商、园区服务商各自收益最大和园区用户综合成本最小为目标,求解源、荷双侧博弈的纳什均衡点;最后,通过算例仿真,验证了所提方法能够有效提高系统中各主体的经济收益。     

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。     

考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化策略

在电力市场深入改革的背景下,综合能源服务商既是直接为用户提供能源服务的能源主体,又是节能减排的重要载体,研究综合能源服务商的合作运行有助于促进区域综合能源系统的低碳经济.首先,提出双层协同优化运行的调控架构,通过顶层监管调动底层综合能源服务商参与碳减排的积极性,底层的各利益主体交互有限信息实现协同优化.其次,基于Nas...     

多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略研究

随着综合能源系统的发展及其市场化运行的推进,研究多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略,具有重要的理论和现实意义。首先建立多个综合能源服务商与电力、天然气市场互动的双层决策模型,其中上层模型描述发电商和天然气商以供应函数投标方式分别参与电力、天然气市场竞争的博弈行为,下层模型描述多个综合能源服务商响应电力、天然气市场价格,进行购电、购气、用电、用热策略以及天然气调度策略决策的综合需求响应行为。利用势博弈理论求解该双层模型,将上层模型的求解转化为电力、天然气市场序数势函数的求解,将下层模型的求解转化为精确势函数的求解,并从理论上证明了双层模型解的唯一性。在此基础上,考虑到实际应用中信息的不完全性,利用分布式算法对模型进行求解。最后算例仿真表明,采用综合需求响应能减小电力、天然气市场的价格差异,增加需求侧利润,增加社会福利,提高平均用电效用系数和平均气转电效率,均能增大社会福利。