园区能源互联网的规划与运行研究综述

园区能源互联网作为"源-网-荷-储-充"协调互补的能源系统,具有多能耦合互补的特性,有助于降低社会供能成本,提升能源利用效率.首先阐述了园区能源互联网的内涵,对其进行结构划分,并讨论了园区能源互联网的功率平衡模型与电-气-热网潮流模型;然后分别从设备规划、多能流优化调度、负荷侧多类型响应和计及储能的优化调度4个环节对该...     

园区与区域能源互联网需求互动的动态协同优化运行分析

能源互联网在资源禀赋、运行调度、效益需求、能量管理等多要素驱使下产生多维度的分层现象,在考虑下层园区与上层区域能源互联网需求互动背景下,首先提出典型下层园区与上层区域能源互联网需求互动分层基础结构,阐述了分层能源互联网结构中多能源生产、转换、传输、分配、消费系统的基本流程;然后,针对下层园区能源互联网高能效运行需求、上层区域能源互联网高经济运行需求,分别对应提出下层园区能源互联网火用效率能效动态协同优化运行模型、上层区域能源互联网经济动态协同优化运行模型;其次,将火用效率能效、经济多目标优化问题映射到合作博弈策略中,并分别设置各个单目标为合作博弈的参与方,进而提出基于合作博弈的分层协同优化求解方法;最后,通过算例分析对比验证了下层园区与上层区域能源互联网需求互动的动态协同优化运行分析模型及方法的合理性、有效性。     

基于改进遗传算法的园区综合能源系统规划研究

通过能源综合化建设来实现终端能源的高效化,成为当前支撑碳中和碳达峰的重要途径之一。针对园区能源系统能效提升、规划配置等问题,提出了园区综合能源系统经济-能效多目标优化规划模型。分析园区综合能源系统的基本结构,以年总成本、综合能效为优化目标,并考虑能源规划投资和能源运行安全的各类约束,建立了园区综合能源系统多目标优化规划模型;然后,基于NSGA-II算法和融合模拟退火算法的特点,融合模拟退火算法的搜索机制改进NSGA-II的求解性能;最后,以我国某园区为例验证模型和算法的有效性。     

珠海能源互联网示范项目综合能源运营服务应用

面对能源互联网发展的机遇和挑战,广东电网公司在珠海组织建设了“支持能源消费革命的城市-园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”。示范项目的应用层建设,面向横琴自贸区实现了多能协同运营,面向全市实现基于互联网理念与技术的分布式资源管理、适应市场机制的需求响应和智慧用能服务,初步打造珠海综合能源运营服务应用体系。项目提出了推进电力市场建设、扶持和培育新型市场主体、组织制定国家或行业能源互联网建设的技术标准体系等3方面建议,有助于促进我国能源互联网产业的持续、健康发展。     

基于能源互联和“互联网+”理念的智慧园区2.0的研究

在当前能源互联网兴起、"互联网+"日益深化应用的背景下,基于对智慧园区内涵的基本理解,文章针对综合业务园区提出智慧园区2.0的概念,综合能源互联和"互联网+"理念,以"集成要素、整合资源、完善功能、搭建平台"为主要的发展思路,创造绿色、低碳、和谐的花园式园区环境,实现技术先进、产业高端、环境美好、服务领先的园区目标,并进一步提出了智慧园区2.0建设的基本思路、方法和途径。园区内部能源互联网的成功应用必将促进智慧城市能源互联、区域能源互联甚至全球能源互联的进一步战略部署。     

基于多能源网络路由算法的区域能源广域网协同规划

能源路由器作为能源互联网相关技术应用的重要载体,可以实现能源局域网内部或能源互联网之间能量与信息的互联、交换和路由。该文基于虚拟能源路由器技术对含有多个能源路由器构成的区域能源广域网进行了设备容量和网络路由的规划。首先,介绍能源路由器基本概念,并提出能源传输转换扩展模型;其次在混合潮流模型和能源路由器能源传输转换扩展模型的基础上,构建虚拟能源路由器的多能耦合关联模型,并在虚拟能源路由器的概念上提出虚拟能源路由器路由算法的概念;最后,提出基于路由算法的区域能源广域网各能源路由器元件容量规划和能源网络路由规划的方法。算例表明,基于路由算法的规划方法可以得到能源路由器内部能源设备的容量规划和能源广域网能源网络路由规划结果,同时提升区域能源广域网的能源、环境及经济效益。     

园区型能源互联网的特征及其能量管理平台关键技术

为充分发挥园区型能源互联网在整合区域能源,实现横向多能互补,促进纵向"源-网-荷-储"协调运行方面的作用,文章在总结园区型能源互联网特征的基础上,研究了其能量管理关键技术。首先,阐述国内外能源互联网的产生背景、研究现状,分析能源市场环境下园区型能源互联网发展的必要性,并建立了能源互联网类型的细致划分模型;其次,立足能源领域供给侧改革和工业园区经济可持续发展的理念,强调了园区型能源互联网的概念,给出典型架构并分析了其相对于广义能源互联网的特征;最后分析了园区型能源互联网能量管理平台中信息感知、源-荷双端预测、多能源协调调度、高级应用服务等关键技术,并对园区型能源互联网的未来发展趋势提出了建议。     

基于合作博弈的能源互联网经济能效分层协同优化调度

在考虑园区与区域能源互联网互动的背景下,提出了园区与区域能源互联网互动分层基本架构,说明了地理因素、调度因素、能量管理因素下的分层现象;在建立下层园区与上层区域能源互联网模型的基础上,提出了下层园区能源互联网日前?效率能效优化调度模型和上层区域能源互联网日前经济优化调度模型,并将能效、经济多目标协同优化调度问题映射到合作博弈策略中;详细构建了基于合作博弈的分层协同优化调度求解流程,阐述了外层合作博弈和内层合作博弈的效果与作用。最后,通过算例分析对比验证了基于合作博弈的分层协同优化模型与方法的合理性和优越性。     

面向园区能源互联网的综合能源服务关键问题及展望

目前中国能源发展面临能源消费结构不合理、能源供需分布不匹配、各类能源系统不融合、合理投资回报模式缺乏等困境,能源互联网是解决中国能源发展关键问题的有效手段。在能源互联网的背景下,综合能源服务将是不可阻挡的发展趋势。未来园区能源互联网是能源系统的基本单位,更是综合能源服务的基本落脚点。文章从综合能源服务的内涵出发,立足于园区能源互联网,从园区综合能源服务商、服务内容、商业模式、支撑技术4个方面提出面向园区综合能源服务的关键问题,并对其未来发展进行展望。     

基于统计机器学习的园区能源互联网随机规划技术探析

随着新能源发电和空调负荷广泛接入园区能源互联网,其源、荷侧的不确定性导致运行场景复杂多变,对园区节能运行的影响不可忽视.如何实现园区能源互联网高效经济规划是当下亟待研究的重点问题.因此,首先对现阶段随机规划理论进行了归纳总结,并分析国内外研究现状;其次,基于统计机器学习对以下3个关键问题进行技术探析:一是新能源出力和需求响应的不确定性导致的能源互联网复杂运行场景模拟技术;二是典型场景生成技术;三是安全稳定的人工智能规划求解技术.最后,提出发展展望,统计机器学习理论将是园区能源互联网随机规划未来发展的重要方向之一.     

能源互联网背景下的电力储能技术展望

基于能源互联网的特征,给出了广义电力储能的定义,提出了储能在能源互联网中的2种应用模式。对电化学储能、电动汽车、储热、储氢等将在能源互联网中发挥重要作用的储能技术现状进行了分析,并对储能在能源互联网中的关键应用技术进行了探讨。指出了新能源发电和储能的协调规划和调度技术、基于储能的能源路径和能源分配策略、储能与能量转换装置的集成设计和协调配置、考虑储能的能源交易机制是储能在能源互联网应用中的几项关键技术。     

计及多评价指标的园区能源互联网双层优化配置

在坚持走能源可持续发展道路的背景下,园区能源互联网成为能源领域重要的发展趋势。搭建了园区能源互联网的典型架构,并对能源设备进行建模;提出了综合能源自给率、综合能源利用率和能量缺额期望的评价指标;进一步,计及上述评价指标,构建了园区能源互联网双层优化配置模型。所述模型考虑了能源设备N-1故障的能量缺额惩罚成本,以及综合能源自给率、综合能源利用率、能量缺额期望的约束,并以结合灾变遗传算法和CPLEX求解器的混合算法进行求解。最后通过典型住宅区进行验证,结果表明所述方法能够兼顾系统的经济性、能源可持续性、高效性和可靠性。     

分布式冷热电三联供智能集控平台研究及应用

介绍了分布式冷热电三联供和智能化平台建设的政策和行业背景,结合国家能源局“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目的智能集控平台的研究和集成应用,分析了该类分布式能源站的工艺系统特点,阐述了集控平台总体设计原则和功能规划,总结了集控平台架构和各层级中智能化技术应用情况,以及关键控制技术。探讨了智能化技术在分布式能源站集控平台中的实践应用,为分布式能源站的智能化规划,建设和发展提供一定参考。     

可再生能源为主体的农业能源互联网碳循环建模与优化

“双碳”目标对能源领域和农业领域的节能减排提出了更高要求。农业能源互联网作为能源与农业深度耦合的产物,是实现碳中和的重要手段。提出一种面向农业能源互联网碳循环的核算方法以及计及农业柔性负荷及碳交易的农业能源互联网优化运行策略。首先,构建了农业园区内光伏、热电联产等碳排放核算模型。其次,以园区日运行成本最低为目标函数,考虑等式及不等式约束,构建优化调度模型。最后,以某园区农业能源互联网为研究对象对优化模型进行仿真,详细核算园区内碳排放情况,并通过与其他农业园区对比验证碳模型的正确性。结果表明,该优化调度策略可有效降低农业园区碳排放,实现碳中和。     

能源互联网的认识和展望

能源互联网目前已经成为研究热点,但有关其理念、架构、技术、发展路径等诸多方面尚无定论。文中从互联网的发展经验出发,剖析能源互联网的实质和特征,辨析其与智能电网的区别与联系,梳理其关键支撑技术,提出了能源互联网的可能发展路径。指出能源互联网有广义和狭义2种含义,其发展依赖信息通信技术(ICT)、商业模式等8项关键技术和机制,未来的发展可以分为同时并存的自顶向下的广域全球能源互联网和自底向上的局域能源共享网络2种发展模式和路径。     

可再生能源为主体的农业能源互联网碳循环建模与优化

“双碳”目标对能源领域和农业领域的节能减排提出了更高要求。农业能源互联网作为能源与农业深度耦合的产物,是实现碳中和的重要手段。提出一种面向农业能源互联网碳循环的核算方法以及计及农业柔性负荷及碳交易的农业能源互联网优化运行策略。首先,构建了农业园区内光伏、热电联产等碳排放核算模型。其次,以园区日运行成本最低为目标函数,考虑等式及不等式约束,构建优化调度模型。最后,以某园区农业能源互联网为研究对象对优化模型进行仿真,详细核算园区内碳排放情况,并通过与其他农业园区对比验证碳模型的正确性。结果表明,该优化调度策略可有效降低农业园区碳排放,实现碳中和。     

含电动汽车和电转气的园区能源互联网能源定价与管理

能源互联网的发展有助于实现多能系统间的互补、协调和优化,获得经济与环境效益。而电动汽车向电网反向送电(V2G)和电转气(P2G)技术的不断发展,对能源互联网中多类型能源的能量管理提出了新的要求。在此背景下,以含电动汽车和P2G设备的园区能源互联网为研究对象,首先提出包含能源供应商、园区运营商和用户代理的互动框架。接着,建立了园区运营商和用户代理理性追求自身利益最大化的主从博弈模型。其中,园区运营商(领导者)确定从能源供应商处的购能策略、所拥有设备的运行状态,并制定向/从用户代理出售/购买的多种能源价格,而用户代理(追随者)则根据动态能源价格信号调整用户用能策略。之后,应用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件、对偶定理和线性松弛技术,将主从博弈模型转化为混合整数线性规划问题,并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI求解。最后,以某工业园区为例对所提出的模型和方法进行说明,并着重分析V2G和P2G技术在提高系统运行的整体经济性、消纳风电能力等方面的效果。     

基于撮合交易的能源互联网最小网损路由算法

能源互联网是基于智能电网和可再生能源发展而来的多种能源共享系统。作为能源互联网的关键设备,由信息流控制的能量路由器(ER)可以较好地实现分布式可再生能源所发电能的高效优化传输。详细介绍了现有ER的结构、功能和设计要求,并考虑了能源互联网中引入ER后电能传输路径的优化选择问题。随着电力市场的放开,分布式能源参与电力市场化交易,使得能量流在能源互联网中灵活双向流动。传统调度方式难以区分能量流的源和方向,也不能保证能量流按照合同路径传输,因此提出一种基于撮合交易的最小网损路由算法,并应用于未来能源互联网。该算法考虑了电能质量的差异性及电力传输的异步性和实时性,同时将阻塞管理直接考虑进优化算法中。最后,通过仿真验证了所提优化算法的有效性。