计及综合能源服务商参与的电力系统低碳经济调度EI北大核心CSCD

针对包含电力、热力、天然气负荷的综合能源服务商在电力市场与天然气市场中的可调度价值,建立了一种考虑综合能源服务商响应的电力系统低碳调度模型。首先,提出了计及能源转换装置运行成本及碳排放量的综合能源服务商优化调度策略;然后建立了电力–天然气联合市场运行机制;最后在市场环境下建立了电力、天然气、综合能源服务商的联合优化模型,并通过交替方向乘子法进行求解。算例分析表明,在电力、天然气市场中考虑综合能源服务商响应可以降低电力系统的碳排放量以及整个系统的运行成本,碳交易机制及综合需求响应是从发电侧和负荷进行碳排放管理的有效手段。     

捆绑合作模式下计及综合能源服务商新型项目的低碳调度

低碳化已成为电力发展的重要目标,利用需求侧资源缓解发电企业减排压力是一种科学经济的低碳化路径。面向综合能源服务商新型项目,引入电力煤耗系数构建了计及电源结构的碳减排量评估模型,并利用节点电力煤耗系数指导下的实时零售电价,建立了计及碳价值的综合能源服务商和柔性负荷项目用户的主从博弈模型。设计了一种捆绑合作机制,将综合能源服务商引入面向区域火电机组的低碳调度中,并将综合能源服务商和电力系统调度进行一体化优化。算例分析了一体化优化在减排和经济方面的定量指标,验证了文章提出的发电企业低碳化路径的可行性。     

计及电动汽车的综合能源系统多主体协同低碳经济调度

针对未充分挖掘具有源荷双重特性的电动汽车集群调度潜力以辅助电力系统低碳运行的问题,提出了计及电动汽车的综合能源系统内多主体协同低碳经济调度策略。首先,考虑综合能源系统内多主体的电能交易构建了风电主体优化运行模型、计及碳捕集与电转气系统综合灵活运行的电-热耦合系统优化运行模型以及电动汽车主体优化运行模型;其次,基于纳什谈判理论建立了综合能源系统内多主体合作运行模型,将其分解为多主体联盟效益最大化子问题和电能交易支付谈判子问题,并采用交替方向乘子法对上述两个子问题进行了分布式求解以保护各主体的隐私;最后,通过算例仿真验证了所提策略能够充分挖掘碳捕集-电转气系统和电动汽车集群支撑风电消纳实现综合能源系统碳减排的潜力,提高各主体的运行效益以及合作联盟的整体效益,有效实现综合能源系统内各主体协同互济,促进新能源消纳、提升系统低碳性和经济性。     

计及液态空气储能与综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度

提高供应侧风电、光伏等清洁能源的消纳,降低传统火电机组的碳排放是实现能源结构转型以及碳达峰、碳中和的重要手段。针对能源系统低碳运行的问题,提出了一种包含储液式碳捕集电厂、电转气、液化天然气气化站以及利用液化天然气冷能的液态空气储能的综合能源系统低碳经济调度策略,并结合需求侧的响应策略,从供需两侧联合调度以实现综合能源系统的经济性和低碳性。最后,以改进的IEEE 30节点电力系统与6节点天然气系统为例,验证了所提出的低碳经济调度策略可以提高系统的风电消纳,减少系统的碳排放量,削峰填谷效果更为明显,并可有效降低系统运行的总成本。     

计及温控厌氧发酵和阶梯碳交易的农村综合能源低碳经济调度

针对北方农村地区冬季清洁取暖造成局部供电、供气紧张的问题,提出一种计及温控厌氧发酵和阶梯碳交易的农村综合能源低碳经济调度模型。首先,基于沼气厌氧发酵池的热力学模型和温度与产气率的关系,构建沼气发酵的温控模型。然后,采用变压吸附设备提纯分离沼气中的甲烷和二氧化碳,引入电转气消纳其中的二氧化碳,产生甲烷回馈系统。同时考虑农村用户参与碳市场,采用阶梯碳价,分析碳交易基价和价格增长率对农村用能成本和碳排放的影响。最后,以系统运行成本最低为目标函数进行优化求解。仿真分析表明,所提模型可实现系统碳排量降低157.27 kg,运行成本降低11.57%。     

计及改进生物质燃气和阶梯碳交易的综合能源系统低碳经济调度

为了推动生物质能开发利用并提高综合能源系统运行能效,提出一种含改进生物质燃气BNG(biomass natural gas)和阶梯碳交易的综合能源低碳经济调度模型。首先,构建考虑二阶变压吸附的生物质燃气模型;其次,将生物质燃气耦合电转气和碳捕集系统,从而实现二氧化碳的利用与封存。然后,完善生物质燃气参与后的阶梯碳交易模型,以综合能源系统经济运行成本最小构建目标函数进行优化求解。最后,通过设置不同场景进行分析,验证所提模型能够有效提高系统的经济性以及低碳性。     

计及灵活爬坡的气-电耦合综合能源系统低碳经济调度研究

随着“双碳”目标的提出,电力系统低碳化转型以及新能源高比例渗透已成为必然趋势。然而,高比例新能源并网给电力系统灵活性运行带来了更大的挑战。因此,调度侧需具备充裕的运行灵活性以平抑净负荷波动。该文以含碳捕集电厂的气-电耦合综合能源系统为对象,提出了一种计及灵活爬坡需求的低碳经济调度模型。首先,计及了电力系统、天然气系统和碳捕集电厂的运行约束,构建了计及碳排放成本的低碳经济模型。然后,考虑了发电机组与碳捕集电厂提供运行灵活性爬坡服务,建立了计及灵活爬坡产品的综合能源系统低碳经济调度模型。最后,算例测试定量分析了碳价对于综合能源系统低碳调度决策的影响,量化了燃气机组与碳捕集电厂的运行灵活性。     

计及条件风险价值的综合能源系统经济调度

基于一个包含热电联产机组、燃气锅炉和储能设备的能源集线器,研究了综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济调度问题。采用蒙特卡罗采样法生成风电出力、市场电价和能量需求的场景。利用条件风险价值(conditional value at risk,CVa R)理论刻画运行人员面临的风险,并将CVa R引入经济调度的目标函数。充分考虑综合能源系统中各设备的运行约束条件,建立了计及CVa R的综合能源系统经济调度模型。采用yalmip平台在MATLAB环境中建模,利用gurobi求解器对模型求解。算例结果表明该模型能够在满足能量供需平衡的条件下,以最小的期望成本和条件风险价值确定24个时段供给侧的调度出力和能源集线器内部的运行方式,验证了所提方法的有效性和可行性。     

计及供气充裕性的电-气互联综合能源系统低碳经济调度

在发展能源互联网和低碳电力背景下,综合能源系统成为节能减排的重要支撑技术,随着电力和天然气系统耦合程度不断加深,天然气供气充裕性对系统影响越来越大.在此背景下,提出一种计及供气充裕性的电-气互联系统优化调度模型,采用气荒因子协调机组调度,建立以系统运行成本、环境污染、弃风光量以及失负荷成本为目标的优化调度模型.通过算例结果分析证明了电-气互联综合能源系统中计及天然气系统供气充裕性的必要性,验证了所提模型可以实现系统可靠、低碳、经济运行的目标,同时表明P2G技术能够消纳过剩新能源,实现互联系统总体经济最优.     

计及碳捕集和需求响应的综合能源系统低碳经济调度策略

发展综合能源系统是实现经济发展和节能减排的关键举措。首先,为提高机组的调峰能力、减少CO2的排放,将碳捕集技术引入综合能源系统,研究其对综合能源系统灵活、经济、低碳运行的作用。然后,为减轻负荷和风电峰谷波动给系统带来的压力,考虑电、热负荷的需求响应作用,实现综合能源系统的健康、可持续运行。最后,考虑能源协调与耦合作用,以最小化综合成本为目标,构建电-热综合能源系统低碳经济调度模型。算例分析的结果表明,碳捕集和需求响应的共同作用减少了系统的总运行成本和碳排放成本,从源荷双侧促进了风电的消纳,促进了电-热综合能源系统的灵活调度和低碳运行。     

综合能源系统低碳经济优化调度研究

为实现碳中和目标,应大力发展清洁能源,需要建设综合能源系统(integrated energy system, IES)并对其进行优化。首先提出了一种IES低碳经济运行策略。该策略关注碳交易市场,并引入阶梯式碳交易机制,以促使IES更有效地控制碳排放;其次提出了一种基于电解槽、甲烷反应器和氢燃料电池的电转气(power-to-gas, P2G)过程。这种新方法可有效提高氢能利用率,降低运行成本;最后,还提出了供需灵活侧双响应机制。在供应侧,通过热电比可调的热电联产来提高能源利用率。在需求侧,提出电、热、气负荷均具备时间维度上需求响应的同时,还具备可替代性。通过这一机制,能够进一步提升IES环保性和可行性。     

计及综合能源服务商调节域的综合需求响应市场机制

目前针对综合需求响应的市场机制尚未成熟,上级电网无法准确获取用户的调控能力,对响应资源进行充分精准的管理.面向配网峰谷差降低及新能源消纳率提高,提出了一种电热综合需求响应市场出清机制.首先建立了考虑柔性负荷与采暖负荷热惯性的综合能源服务商模型,接着提出了综合能源服务商的调节域以刻画其提供可调资源的能力,然后设计了考虑综...     

基于一致性的综合能源系统低碳经济调度

综合能源系统(integrated energy system, IES)是解决能源损耗和环境污染问题的有效途径。为提高IES的经济性和环保性,提出了一种基于一致性的IES低碳经济调度策略。首先,在IES中引入阶梯式碳交易机制,在碳交易成本函数构造中,提出一种随着碳排区间而递增的成本系数,通过成本的非线性递增来限制碳排放量。其次,综合考虑能量传输过程中的损耗问题,构建一种结合用能需求和传输损耗的供需平衡约束条件。然后,将电、热、气供能单元的增量成本作为一致性变量,利用领导一致性算法对IES进行分布式调度,进而实现各单元的供能最优输出。最后,结合不同的实验案例验证了所提低碳经济调度策略的有效性。     

参与多元耦合市场的电-气综合能源系统低碳经济调度

为进一步提升综合能源系统（IES）绿电消纳水平,减少CO2排放量及降低系统运行成本,提出一种计及绿证交易与碳交易交互机制下的IES低碳经济调度模型及其求解方法。首先,对传统阶梯式碳交易机制进行改进,并根据绿色证书碳减排原理,提出一种绿证-碳交易交互机制,即通过冗余绿色证书联动碳交易与绿证交易的耦合市场机制;然后,以系统总成本最小为目标,结合低碳技术,构建绿证-碳交易交互机制下计及碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的电-气互联综合能源系统优化调度模型;最后,以IEEE39节点电网、比利时20节点气网构成的电-气互联综合能源系统为例进行仿真研究,结果表明所提方法在提高风电消纳的同时,可显著减少CO2排放。     

计及碳排放量约束的多区域互联电力系统分布式低碳经济调度

针对多区域互联系统考虑全局不等式约束的低碳经济调度分布式求解问题,提出一种分布式低碳经济调度优化方法。首先,为实现多区域互联系统低碳化运行,利用互联系统碳排放量约束调控各区域中发电单元出力,构建低碳经济调度模型;随后,基于对偶理论和变量分解方法对多区域互联系统低碳经济调度模型进行分解,将低碳经济调度问题分解为与各区域相关的子问题,再利用交替方向乘子法（ADMM）搭建各区域协同优化求解框架;迭代求解过程中,通过迭代互联区域之间相邻单元或节点拉格朗日乘子信息的交换实现分布式低碳经济调度模型求解,该经济调度优化模型,在有效降低各区域间信息传递量、充分保障各区域单元信息隐私性要求的同时,满足优化区域“即插即用”的需求;最后,通过IEEE 6节点测试系统和72节点测试系统进行算例分析,验证了所提方法的有效性。     

计及间歇性特征的电力系统区间经济调度

针对可再生能源发电中不可预知的变动引起发电功率不均衡,使调度必须要考虑这一变动的问题,通过对不确定量变化波动不确定性和间歇不确定性两类不同属性的特征进行分析,以探寻负荷及可再生能源发电变化苛刻情景范围为线索,在被动量区间满足度约束基础上,提出被动量功率变化速度的概念和对应满足度约束新表达,建立计及间歇性的电力系统区间经济调度模型。该研究使得电力系统经济调度在应对与接纳可再生能源发电的决策中能够有效兼顾不确定性的量与度的要求,有效提高了调度解的鲁棒性。最后,结合10机系统的仿真,验证了所提模型与方法的正确性和有效性。     

计及用能权的电力系统经济调度

随着全球能源与环境污染问题的日益严峻,以发电成本为目标函数的传统经济调度,已难以满足国家“节能减排”的宏观战略要求,同时兼顾环保性和经济性的新型环境经济调度,逐渐成为电力行业的研究热点.将用能权引入电力系统经济调度模型,求解机组组合,研究对于不同类型电厂煤价对发电成本的影响及用能权价格对用能权费用的影响.算例仿真表明,...     

计及风电成本的电力系统动态经济调度

随着风电技术的快速发展,大规模风电场接入给传统的电力系统经济调度带来了新的问题和挑战。目前大部分含风电场的动态经济调度研究都未计及风电不确定性带来的成本。为此,提出一种计及风电随机、波动性的风电场发电成本模型,并将其引入到传统的电力系统动态经济调度模型中。首先引入冲激函数概念,考虑尾流效应后将风速的概率分布转化为风电场有功出力的概率解析模型;在此基础上,从系统旋转备用调度和地区环境效益角度出发推导出风电的成本函数,并以目标函数方式引入到传统的动态经济调度模型中。应用一种新颖的布谷鸟搜索算法对所提模型进行求解。最后,以经典10机系统为算例进行仿真研究,结果验证了所提模型及算法的正确性和有效性。     

计及综合需求响应的综合能源系统优化调度

为提高系统运行的可靠性和经济性,在综合能源系统优化调度的基础上引入综合需求响应,利用不同形式能源间的相互转化关系,实现削峰填谷,提高能源利用效率。计及综合需求响应策略,建立了基于电价的电力负荷需求响应和基于激励的热负荷需求响应模型。并以运行成本最小为目标函数,提出了综合考虑供需平衡和供储能设备约束的综合能源系统调度模型。采用改进二阶振荡粒子群算法对模型进行求解。该算法在常规粒子群算法的基础上对速度迭代公式进行更新,克服了常规粒子群算法易陷入局部最优的问题。通过实际算例仿真,验证了所提出模型和求解算法的有效性。     

计及建筑蓄能的综合能源系统优化调度

针对传统用户侧综合能源系统在优化调度过程中未充分利用建筑蓄能特性的问题,建立了以燃气轮机为主体的冷热电三联供系统,并将太阳辐射、围护结构传热过程以及室内空气蓄热等因素考虑进去对建筑进行建模,通过设置温度舒适区间使建筑蓄能参与到优化调度过程中.利用该模型,以最低运行成本为目标对四种典型场景进行对比分析,计算得出四种场景运行成本分别为187.01$、316.52$、191.55$、319.13$.结果 表明,围护结构不仅能够隔热而且具有蓄热特性,它与室内空气共同构成建筑蓄能环节,能够根据热量需求以及电价变化参与到系统调度过程中,完成热电解耦或制冷需求调节;充分利用建筑蓄能特性能够有效降低运行成本.