结合热网模型的多区域综合能源系统协同规划

综合能源系统可实现各类能源的优化利用,有效解决环境污染与能源浪费等问题,具有良好的发展前景。文中重点研究基于冷热电联供(CCHP)系统和热网构建的多区域综合能源系统的规划问题。首先针对各区域CCHP系统之间的环状热网,建立了考虑节点流量平衡、热能—流量约束及热损平衡约束的热网模型。结合CCHP系统能量平衡约束和热网模型,建立了多区域CCHP系统容量协同优化配置的混合整数线性规划模型。最后以天津市某综合区域为例进行仿真分析,结果表明多区域协同规划和运行能大幅提高燃气轮机利用率,降低燃气锅炉配置容量,最小化热能传输损耗,从而显著降低运行费用。     

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。     

微电网系统综合能源示范工程综述

近年来,随着"互联网+"智慧能源理念的兴起,微电网技术成为研究热点。浙江某能源示范基地拥有微电网、智慧小屋、光伏风机、冷热电三联供以及复合储能等分布式供能系统,可以平抑可再生能源的间歇和波动,优化冷热电供应平衡,为重要负荷不间断供电,并通过模拟多场景下用户用能模式,实现基于数据挖掘技术的负荷行为精准预测。该基地在结构配置和经济运行策略上为今后微电网的研究和应用提供了参考。     

交直流混合微电网协同控制策略

为了保障交直流混合微电网供电可靠性与运行稳定性,基于改进直流母线分层思想,提出了一种综合协同控制的能量管理策略。根据直流侧直流母线电压变化,分别设计了并网和孤岛工况下微电网内微源的协同控制策略,其为无需通信线的分散控制,协调对光伏电池、储能电池、交直流接口变流器、直流负荷、交流负荷与大电网之间的控制。所提策略保障了分布式微源发电的充分利用与计划重要负荷的持续稳定供电,优化了储能电池能量利用。分析了微电网内控制器设计与微源能量分配方法。设计搭建了交直流混合微电网实验平台,实验验证了该协同控制的能量管理策略的可行性与正确性。     

计及多主体能源交易的综合能源系统规划方法研究

随着对综合能源系统的进一步发展和应用,以及日益增长的综合能源服务需求,综合能源站将会成为未来用户终端的主流形式,来满足冷热电能源及节能减排的需求,由此区域综合能源系统及综合能源市场将逐步形成。文章将综合能源系统(冷、热、电、气)划分为2层进行建模分析,下层为需求侧终端的综合能源站,基于能量枢纽模型进行建模;上层为多个单主体综合能源站组成的区域综合能源系统。在构建区域综合能源系统框架和模型的基础上,参考博弈理论并基于实际情景分析,建立综合能源系统多主体利益均衡规划模型,最终协同运算误差及运算速度得到计及多主体能源交易的区域综合能源系统规划方法。为了验证规划方法的正确性并体现区域综合能源系统的作用,以含3个单主体综合能源站的区域综合能源系统为对象进行算例分析,同时给出站间能源交互以及综合能源站设备容量配置与调度对各站供能成本以及对各站加入区域综合能源系统的收益的影响。     

面向绿色海岛微型综合能源系统的储能系统容量规划方法

发展微型综合能源系统,合理配置储能装置,是实现大幅提高清洁能源比重、提升综合能源利用效率、构建"清洁能源岛"目标的重要手段.为此,在对比分析了不同类型储能技术运行特性的基础上,充分考虑了非补燃式压缩空气储能(NSF-CAES)在综合能源系统中的应用优势,以NSF-CAES技术为代表,研究了面向微型综合能源系统的储能系统...     

考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划

针对当前综合能源系统规划未考虑联络线峰谷差对电网运行的影响,提出了考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划方法。以电网全年运行费用和综合能源系统年费用标幺值之和最小为目标,以联络线传输功率为约束,建立了综合能源系统优化规划模型;利用精英保留策略遗传算法和分支定界法求解综合能源系统设备配置及优化调度,采用最优潮流求解计及联络线实际传输功率的电网运行效益。对改进的IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提模型的有效性;同时,控制联络线峰谷差率可以降低电网安全运行风险,减少综合能源系统接入带来的电网运行成本。     

农村综合能源系统多层协同优化运行方法

农村综合能源系统通过多种能源的协同互补,在满足农村用户多元化用能需求的同时,能有效提升能源利用效率和用能经济性.首先,在考虑适应农村典型场景的基础上,提出了一种三层协同自律的农村综合能源分层协同运行优化框架.然后,基于农村综合能源系统典型设备,建立了三层农村综合能源系统源储荷联合优化调度模型以及相应的优化调度流程.调度...     

考虑生物质储运模式的多区域综合能源系统协同规划

随着我国“双碳”政策的推行,生物质能作为清洁能源不断引起关注。相比化石燃料,生物质具有原料分散、储运模式复杂的特点,如何平衡原料储运成本与能量传输损耗是生物质多区域规划的重要问题。因此,该文提出一种考虑生物质储运模式的多区域综合能源系统协同规划方法。首先,对比分析生物质传统储运和“点-中-心”储运两种模式,并建立秸秆储运成本模型;然后,考虑不同园区负荷需求、资源约束以及生物质机组容量成本阶梯型关系,以区域综合能源系统群整体经济性最优为目标,优化秸秆运输路径与设备管道配置;最后,以吉林省某典型综合区域为例,验证了基于“点-中-心”储运模式协调优化原料运输与区域能源互联协同能够降低系统规划成本。     

考虑微电网运行域的配电网分布式能源规划

随着分布式能源(DER)和微电网(MG)的大规模发展,在配电网静态安全约束下MG运行范围与DER渗透率之间相互制约,而现有DER规划模型未计及MG原有的运行范围,所得配置方案将可能局限MG运行空间,使得MG控制难度和配电网运行风险大大提高。为解决该问题,开展了含MG配电网DER选址定容问题的研究,重点研究了MG运行域、需求响应(DR)和储能运行策略对于DER规划的影响。为减少DER接入对MG运行的影响,引入MG运行域模型定量刻画MG运行边界,并采用区间算术将其转化为规划模型的约束条件。建立DR模型时,提出用户可中断负荷概率矩阵表征DR的不确定性。在此基础上,建立了综合考虑配电网运营商与DER投资商利益的含MG配电网DER规划模型,并采用改进粒子群算法进行求解。算例结果表明,所得DER规划方案在保证MG运行域不受影响下实现经济性最优,验证了所提模型的合理性和有效性。     

基于鲁棒规划的综合能源微网孤岛划分方法

针对综合能源微网系统孤岛划分问题,考虑可再生能源和电气热负荷需求的不确定性,将微能源网的能源转换和储存设备作为调度资源,以故障发生后最优化孤岛划分方案为目标,建立了考虑孤岛持续运行的鲁棒孤岛划分模型。在该模型中,以违背停电最短通知时间约束为目标函数惩罚项,为负荷预留一定的故障应对时间,以及避免孤岛负荷因源荷功率波动导致重复接入和切除的问题。基于鲁棒离散优化理论,将不确定性约束转化为确定性约束,构建了混合整数线性规划模型,利用全局鲁棒调节系数改善鲁棒优化的保守性,平衡好孤岛划分方案的经济性和可操作性,以满足不同决策需求。最后通过算例验证了所提模型和求解方法的有效性。     

基于动态运行策略的混合能源微网规划方法

在考虑混合能源微网动态运行策略约束的同时,提出了建立系统规划模型的方法,并建立了包含光伏发电、风力发电、微型燃气轮机热电联供和储能的混合能源微网规划模型。以年现金流最小为优化目标,结合算例分析对某办公园区混合能源微网系统进行了规划设计,采用变步长空间搜索方法计算得出最佳分布式发电单元容量,分析了算例系统在不同季节和时刻的能量平衡关系,讨论了分时电价对混合能源微网系统运行的影响。     

综合能源系统规划设计方法

本文研究综合能源系统的优化规划问题,以提高其综合能源利用效率。首先,建立了以电为核心的综合能源系统规划两层优化模型,系统运行调度优化模型以及系统规划优化模型,以系统优化运行指标作为系统规划优化的依据。该模型分别以经济性和环保性最优为目标,重点考虑了在采暖期和空调期综合能源系统的运行约束。其次,针对两层优化模型分别提出了适合的求解算法,禁忌搜索算法和粒子群算法。最后,给出算例验证本模型和算法可得到经济性和环保性目标下的综合能源系统优化规划方案。两种准则下的规划方案存在矛盾,经济性准则下倾向配置储能设备以充分利用分时电价,而环保性准则倾向配置其他高能效的供能设备。     

考虑多能负荷不确定性的区域综合能源系统鲁棒规划

提出了一种考虑冷电热多能负荷不确定性的区域综合能源系统鲁棒规划方法。基于能源集线器(energy hub,EH)模型,建立了含冷电热三联供、燃气锅炉、集中式制冷站在内的区域综合能源系统模型;根据历史/预测年8 760 h多能负荷数据,通过k-means聚类分群方法得到多个典型日负荷场景,以上下界区间描述负荷不确定性,形成鲁棒规划模型;将相应鲁棒规划模型等价转化、形成子问题为凸的混合整数规划模型求解。算例结果证明了该规划方法的有效性,同时体现了综合能源系统多能互补集成优化效益。     

考虑氢能交互转换的综合能源微网协调调度方法

针对当前综合能源系统研究未充分考虑氢能交互转换以及利用等问题。以综合能源微网为研究对象,提出了考虑氢能交互转换的综合能源微网协调调度方法。首先,提出了考虑氢能交互的综合能源微网的典型架构;其次,构建了以氢能为核心的关键设备的能效与经济性模型;在此基础上,构建了综合能源微网的日前调度模型,并针对调度问题的属性,采用混沌增强烟花优化算法对调度模型进行求解;最后,通过实际算例的对比与分析,验证了所提模型方法的有效性与适用性。     

考虑氢能交互转换的综合能源微网协调调度方法

针对当前综合能源系统研究未充分考虑氢能交互转换以及利用等问题。以综合能源微网为研究对象,提出了考虑氢能交互转换的综合能源微网协调调度方法。首先,提出了考虑氢能交互的综合能源微网的典型架构;其次,构建了以氢能为核心的关键设备的能效与经济性模型;在此基础上,构建了综合能源微网的日前调度模型,并针对调度问题的属性,采用混沌增强烟花优化算法对调度模型进行求解;最后,通过实际算例的对比与分析,验证了所提模型方法的有效性与适用性。     

光储直流微网能量协调控制方法

直流微网中分布式电源出力的随机波动性,不仅会引起直流母线电压大范围波动,还会影响系统的稳定运行。对此,提出了一种光储直流微网能量协调控制方法,实现了因系统功率供需不平衡引起的母线电压波动的快速平抑。该方法优先利用新能源为负荷供电,通过设定并网变换器和储能模块的工作阈值以协调管理各模块间的能量流动,避免直流母线电压小范围波动引起电力电子器件频繁动作,实现能量的最优利用。在并网状态下,直流微网通过并网变换器与大电网进行能量交换;在离网状态下,光伏模块与混合储能模块协调配合给本地负载供电。其中,考虑混合储能模块的充放电裕量,结合超级电容功率密度大和锂电池能量密度高的特点,混合储能模块让超级电容先工作来平衡系统瞬时功率,提高系统的动态响应特性,减少锂电池动作次数,延长使用寿命。锂电池工作后,可以配合超级电容调整直流母线电压,防止超级电容达到饱和的速度过快。仿真验证了所提方法的有效性。     

综合能源系统中多能源协同优化方法研究

针对当前多能源协同优化相关研究成果减排和可靠性待优化等问题,提出基于混沌蛙跳算法的综合能源系统中多能源协同优化方法.以系统总费用最低、可靠性最强、减排率最高等为目标函数,以可靠性、热量均衡、设备运行、储能、需求响应等方面为约束条件,构建多能源协同优化模型.引入混沌蛙跳算法对目标模型进行求解,利用混沌蛙跳算法具备的快速寻...