园区综合能源服务各利益方诉求和耦合关系研究

近年来,电网企业、发电企业和供暖公司等众多主体广泛涉足综合能源服务领域,形成各利益方不同诉求相互耦合的竞争格局,亟需在技术、市场、政策多重因素共同引导下实现其健康发展。因此,厘清园区综合能源服务涉及的利益方对各利益方的特征、参与积极性、内在驱动力,以及不同利益方之间的利益耦合关系具有重要的现实意义。梳理了园区综合能源服务主要利益方,分析了不同园区场景下综合能源服务需求。总结了各利益方的利益诉求及参与方式,从供电竞争和供热竞争方面研究了综合能源服务各利益方的耦合关系,得到工商业场景下园区各利益方之间合作与竞争关系,最后提出了园区综合能源服务的整体利益格局。     

园区综合能源服务相关利益方评价分析研究

随着能源服务多样性需求的提升和清洁能源的快速发展,开展满足多元化能源生产与消费需求的综合能源服务已成为能源电力企业广泛关注的重点领域。园区综合能源服务存在众多相关利益方,为引导综合能源服务的健康发展,亟需对参与运营综合能源服务相关利益方的积极度和贡献程度进行评价。通过建立指标体系,结合主客观分析方法,对利益方参与运营综合能源服务积极度和贡献程度进行评价,最后以江苏省南方园区绿色复合型能源网为例进行了实证分析。     

基于社会网络分析的综合能源服务市场利益相关者关系研究

当前形势下,综合能源服务事业的发展不仅需要国家和政府制定的各项方针和政策,更依赖于电力企业、互联网公司、科研机构、能源设备供应商、金融公司等相互配合、共同促进。首先选取上述利益相关者类别中的成员为评价对象,进行专家咨询与实地考察。随后对调查数据进行筛选和二次处理,运用社会网络分析软件构建一个综合能源服务市场模型,在中心度、网络密度以及凝聚子群3方面对其进行分析,结果显示了网络中的核心成员与各其他成员间的紧密程度及小团体情况。最后对未来综合能源服务市场发展进行了展望。     

工业园区综合能源服务商业模式研究

工业园区具有经济基础好、能源消耗大、产业集聚等特点,是构建灵活多样、低碳高效的综合能源服务体系的"理想试验田"。从物理层、信息层、服务层3个层面阐述了当前工业园区综合能源服务系统架构。从促进清洁能源消纳、能源需求优化、能源效率提升以及市场效益挖掘4个方面探讨了适合园区开展的综合能源服务商业模式,并从推动市场公平竞争、开放共享发展的角度提出了相关政策建议,为探索建立园区综合能源服务商业模式提供参考。     

园区综合能源规划仿真系统设计分析

针对新型商业、科创类园区综合能源系统具有规模小、靠近用户侧、源荷多样、运行灵活的特征,研制并开发了一款专门针对综合能源系统规划分析的云端软件平台,从而协调优化配置园区内外能源资源,满足园区内现有及潜在能源需求,加速综合能源服务落地.通过分析南通中央创新区的资源禀赋、负荷需求以及政策安排,依托综合能源规划平台为南通中央创新区个性化定制"蒸汽-电"、"燃气-电"、"电-双蓄"3种能源站规划方案,为该区域的未来规划提供了优选能源站配置方案并分析了商业模式.     

电网企业综合能源服务转型策略研究

在能源互联网时代,向综合能源服务提供商转型已经成为以电网企业为代表的传统能源企业的必然选择。归纳综合能源服务基本内涵,比较和总结国内外当前综合能源服务的实践经验,指出当前国内综合能源服务在业务设计与商业化运营方面的现状与不足。随后,从战略定位、业务定位与构建、市场定位与营销、信息化支撑、策略保障5个方面提出了电网企业发展综合能源服务的应对建议。     

面向综合能源园区的三方市场主体非合作交易方法

多能互补、集成优化运行的综合能源园区作为耦合多种能源网络的底层终端,研究其市场运营机制对综合能源系统的发展和可再生能源的消纳具有重要意义。首先建立了包含能源运营商、含分布式光伏的用户、电动汽车充电代理商的综合能源园区模型,提出了以能源运营商为市场主导方的市场交易框架;其次,分析并建立了具有不同属性的三类市场交易主体参与的、各方理性追求自身利益最大化的非合作博弈模型;最后,以某商务型园区冬季典型日场景为例,对所提出的博弈模型进行了求解。仿真结果表明,博弈均衡时,能源运营商向其余两方供能,可以获得一定的收益;含分布式光伏的用户参与市场竞争,通过余量光伏上网售卖能够增加自身的光伏资源利用率,降低自身用能成本;电动汽车代理商选比各方报价并制定自身充电策略,能够降低自身充电费用并协助用户消纳多余的光伏资源,同时减少了用电早高峰时段对配电网的负荷需求。     

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。     

工业园区综合能源系统的运营模式综合评估方法

随着电力市场的改革及能源互联网技术的发展,具有清洁高效、能源利用率高等优点的综合能源系统受到高度重视。以多种能源形式的工业园区综合能源系统为研究对象,提出了包含经济、政策等因素的评价指标体系并建立了运营模式评估的层次结构模型。根据综合权重选择出最优的运营模式。最后,以综合能源系统实际工程为例,分析了运营模式的综合评估过程,为工业园区综合能源系统的发展提供了运营模式参考。     

计及热惯性和运行策略的综合能源系统可靠性评估方法

计及综合能源系统多时间尺度,考虑热力子系统的热惯性和多能互济的基本运行策略,提出了综合能源系统可靠性评估方法。首先,基于能源集线器模型对综合能源系统多能互济的特性进行分析,计算得到不同时间断面内各子系统支援容量,基于此推导出能流互济可靠性增益指标。其次,对热惯性进行准稳态建模,利用分析描述不同形式能源的品味差异和具体特征,以此设置系统基本运行策略。最后,通过基于马尔可夫链的蒙特卡洛方法计算综合能源系统的可靠性。基于德国某用户级综合能源系统的仿真结果表明:当某一子系统能流输入不足时,互济运行将带来较大的可靠性增益;当前不考虑热惯性的综合能源系统可靠性评估方法较为保守。     

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。     

基于多时间尺度综合需求响应策略的综合能源系统优化运行

为充分挖掘各类型综合需求响应(integrated demand response,IDR)参与协调综合能源系统(integrated energy system,IES)优化运行能力,首先分析IDR多时间尺度特性,建立各类型IDR模型并制定了IDR多时间尺度响应策略;然后基于此策略建立以经济性最优为目标的IES多时间尺度优化运行模型:该模型分为日前-日内上层-日内下层三个阶段,在日前阶段制定经济性最优的日前调度计划,在日内阶段划分长、短两个时间尺度分别对冷/热、电/气相关设备出力进行分层管理;最后算例分析表明,所提模型能够有效降低运行成本,充分发挥不同响应能力的设备参与日内调度的潜力。     

基于多时间尺度综合需求响应策略的综合能源系统优化运行

为充分挖掘各类型综合需求响应(integrated demand response,IDR)参与协调综合能源系统(integrated energy system,IES)优化运行能力,首先分析IDR多时间尺度特性,建立各类型IDR模型并制定了IDR多时间尺度响应策略;然后基于此策略建立以经济性最优为目标的IES多时间尺度优化运行模型:该模型分为日前-日内上层-日内下层三个阶段,在日前阶段制定经济性最优的日前调度计划,在日内阶段划分长、短两个时间尺度分别对冷/热、电/气相关设备出力进行分层管理;最后算例分析表明,所提模型能够有效降低运行成本,充分发挥不同响应能力的设备参与日内调度的潜力。     

计及碳成本的电-气-热-氢综合能源系统经济运行策略

为构建低碳可持续能源系统,推动我国未来能源系统转型,文章聚焦能源系统中低碳与清洁,建立了考虑经济与碳排放的电-气-热-氢综合能源系统日前调度模型。首先,在综合能源系统网络中,考虑负荷不确定性建立了电网潮流模型以及热网、气网的动态潮流模型。在能量转换设备中考虑到氢能的清洁、高效、安全等优点,引入电转氢(power to hydrogen, P2H)设备和氢储能设备。考虑到燃气轮机、燃料电池等余热浪费,引入有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)余热发电将剩余热能转化为电能,提高能源利用效率。其次,考虑以系统运行成本和环境成本为目标函数,给出电-气-热-氢的综合能源系统最优运行调度方案。最后针对多种优化运行模式进行仿真分析,结果表明,文章提出的电-气-热-氢综合能源系统优化运行策略能够有效保证运行的经济性和环保性。     

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。     

孤立运行模式下海岛综合能源系统的能量控制策略

我国海域面积辽阔,海岛数量众多,它们远离大陆,但周围都有着丰富的自然资源。如果可再生能源得到充分利用,就可以保证岛上的可持续能源供应。提出了以海岛综合能源系统作为海岛供电的方案。该系统由风力发电机、光伏发电机、柴油发电机、海水淡化负荷、常规负荷、电转气装置和燃料电池组成,充分利用海岛周围的自然资源,解决海岛自身的供电需求和淡水需求;研究电转气技术和燃料电池在系统中的应用,实现电力系统-天然气系统的互联;给出了一种海岛综合能源系统能量控制策略,实现系统内功率分配,为海岛提供电力和淡水供应。仿真结果验证了该策略的有效性,为海岛综合能源系统的运行和控制提供了一个可靠的解决方案。     

基于NSGA-II和熵权法的氢综合能源系统商业运营模式

针对含氢综合能源系统运营过程中的成本和收益问题,提出一种考虑供能方式的综合能源商业运营方法。首先考虑各个投资主体,提出多环节供能模式和多方合作供能模式2种运营模式;分析各个模式下投资主体的成本和收益构成,最后以产能公司和供能公司净收益最高,各能源销售给用户价格最低为目标制定运营过程中各个公司的售能价格;利用带有精英保留策略的快速非支配多目标优化算法（NSGA-II）确定各个模式下最优价格Pareto解集,最后利用熵权法确定各个目标函数权重,选出最受三方（供能公司、产能公司和用户）欢迎的方案1和2的解集,进而得到最优的综合能源系统商业运营的2种模式。     

基于双层主从博弈的综合能源系统多主体低碳经济运行策略

为解决综合能源系统多主体利益冲突问题的同时实现低碳运行,提出一种基于双层主从博弈的综合能源系统多主体低碳经济运行策略。首先,为降低系统碳排放,引入阶梯型碳交易和综合需求响应限制碳排放量。其次,设计由能源系统运营商配置储能的综合能源系统基本架构,提升能源系统运营商的调控能力和收益水平。然后,在充分考虑各利益主体的主动性和决策能力的前提下,建立了基于双层主从博弈的多主体低碳经济运行交互机制。其中,上层博弈以发电商为领导者,以能源系统运营商为跟随者;下层博弈以能源系统运营商为领导者,以能源生产商、负荷聚合商为跟随者。最后,通过仿真验证了所提策略能够充分发挥各主体的主动决策能力,促进各主体利益均衡,实现系统的低碳、经济运行。     

能源综合系统优化规划与运行框架

综合优化利用电能、热能和天然气等多种能源,是提高能源使用效率,实现能源可持续发展的重要途径。然而,综合能源互联系统的研究才刚刚起步,建立成熟的综合能源利用系统尚需要开展大量的研究工作。在研究初期,理清研究思路和内容是关键而且必要的一项基础工作。阐述了综合能源系统的组成,分析了能源综合的优势,提出了一种综合能源系统的优化规划和运行的框架,探讨了建立综合能源系统需要解决的关键技术,希望能为研究和实现多种能源互补、互联提供参考。