售电公司应对新电改的运营策略对电源容量配置的影响

随着新一轮电力市场改革和泛在电力物联网的发展,售电公司根据其拥有的资源不同,逐渐发展成综合能源服务商.在此背景下,针对新电改背景下发电侧电源容量配置问题,建立考虑售电公司运营状况的电源容量配置的双层模型,下层优化对象为包含风机、光伏电池、微燃机和可控负荷的综合能源服务商,上层以发电商电源投资成本最低为优化目标.双层规划模型通过运用非线性规划工具进行求解.算例结果验证该方法的有效性.在该文算例中,售电公司从新能源消纳增长和需求侧响应削减峰荷2个方面对发电商电源容量规划产生影响.     

考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置

综合能源系统中储能优化配置和需求侧响应的应用,可解耦热电联产机组（CHP）运行的“以热定电”约束,提高能源利用效率。因此,考虑源荷双侧发电、供热、用电、用热性能,在源侧加电、热储能实现热电联产机组的热电解耦,荷侧充分利用电、热综合需求（IDR）资源可调度资源,建立考虑综合需求响应的区域综合能源系统电、热储能容量优化配置模型。该模型考虑储电储热约束、功率平衡约束等,以区域综合能源系统年总费用最小为目标,解决电、热储能的经济配置最优问题。算例结果表明,电、热储能与负荷侧协调运行可降低运行成本,考虑综合需求响应可减少储能配置容量。源侧储能配置和负荷侧的综合需求响应促进风电消纳,提高综合能源系统运行的经济性、精准性和灵活性。     

零碳交易下工业园区综合能源系统优化配置

以长三角地区某工业园区为例，提出一套风、光、储一体化，综合考虑园区冷热电汽负荷的优化配置方法.通过引入0-1型整数规划并以综合能源系统年折算总成本最低为优化目标，合理选择风、光电系统及固体熔盐、蓄电池储能的配置规模.基于园区热能和电能实时功率变化，证实优化配置方法的合理性.对含碳交易成本的约束求解表明，综合能源系统的储能设备应向高效率方向转移，热负荷由电极锅炉向空气源热泵转换，蓄电池由锂离子向钠硫电池转换，熔盐储热向镁砖固体储热转换.在加入综合能源系统后，系统从外部购电、购热成本大幅减少，实现了日折算总成本和总运行成本的双重降低，总运行成本约为原先的20%～40%，日折算总成本仅为目前的30%～40%，且碳、氮、硫排放量显著降低90%以上.研究结论指明未来各部分储能的发展方向，对于当前建设零碳工业园区具有积极意义.     

提升风能消纳清洁供热项目的经济性优化配置

在中国三北地区,热电联产机组"以热定电"的运行调节模式是供暖季出现严重弃风的重要原因之一.推进电供热、配置蓄热设备是促进风电消纳、降低系统能耗的有效方式.为实现清洁供热项目的经济性最优,提出了一种基于遗传算法和传统机组组合的双层优化模型.首先,在分析热、电能源供需的基础上,给出了区域能源系统的典型结构;然后,将日内净收益作为经济性优化的定量评价指标;通过分析能源系统的短期优化调度方式,得到最终的双层优化模型.在该模型中,外层优化利用遗传算法对不同的配置组合情况进行全局搜索,内层优化则通过求解线性规划给出特定组合条件下清洁供热项目的日内净收益.案例分析表明,清洁供热项目的经济性最优配置与区域能源系统的热、电负荷、风电出力特性和社会经济条件有关;同时,遗传算法可稳定收敛到全局最优点附近,优化计算结果完全满足工程应用的要求.另外,虽然清洁供热改造能够显著降低系统的弃风量,但出于经济性考虑,弃风并不能完全消除.     

考虑阶梯碳交易机制的含混氢天然气综合能源系统容量配置

针对综合能源系统的低碳排放要求与负荷需求特点,提出一种考虑阶梯碳交易机制和混氢天然气的综合能源容量配置方法。首先,为缓解风光能源出力波动性建立以氢气储能为媒介的氢能系统,再考虑氢能对天然气的替代作用,创建由氢储能与液化天然气构造混氢天然气的综合能源系统架构;然后,引入阶梯碳交易机制约束系统碳排放;最后,以包含运行成本和年化投资成本的年投资总成本为目标函数,进行容量配置优化。算例仿真结果验证了所提模型和策略能有效降低碳排放和年投资总成本,对综合能源配置具有重要参考价值。     

基于用户侧能源转换设备的综合能源系统可靠性分析

综合能源系统作为未来供能系统发展趋势,定量考虑能源转换设备对可靠性的影响,对于指导综合能源系统的规划与运行有着重要的意义.该文考虑不同供能网络的安全准则,采用变步长重复潮流法,求解故障情况下满足综合能源系统安全性约束的转换设备转供能力.在此基础上,对不同用户供能质量需求进行分类,建立综合能源系统的可靠性评价体系,利用序贯蒙特卡洛模拟法进行可靠性评估.以某园区热电联供系统为例,验证所提评价体系的可行性及有效性.结果表明,可靠性指标与能源转换设备的配置节点、配置容量以及能效比有关,可靠性评价体系为能源转换设备规划提供了理论依据.     

考虑可再生能源消纳的建筑综合能源系统日前经济调度模型

“双碳”战略目标下,随着以新能源为主体的新型电力系统与分布式智能电网建设的不断推进,具有随机性特点的可再生能源发电大规模并网消纳问题日益凸显。本文面向建筑综合能源系统提出一种日前经济调度模型,旨在利用其多元化负荷需求与灵活性调节的特点,在满足用能需求与电网交互的基础上最大程度实现可再生能源的就地消纳。首先,根据建筑能耗特性,通过配置地源热泵等具有高能效比的电制热设备来解耦热电联产“以热定电”的运行模式、并引入含有蓄电池和储热罐的混合储能装置来进一步增强系统调节能力。然后,考虑供需平衡、设备出力、储能运行、联络线交换功率等约束条件,以含有机组启停、弃风弃光损失等费用在内的总运行成本最小为目标函数,建立日前经济调度模型,并调用CPLEX求解该混合整数线性规划问题。最后,根据设置的不同场景,以系统运行成本、能源利用率和可再生能源消纳能力为评价指标进行算例仿真。仿真结果表明：相较于传统的热电分供模式,设置地源热泵和混合储能系统的综合能源系统可以降低约50%的运行成本,能够提高近50%的能源利用率,且可以完全消纳可再生能源,并随着能量转换装置能效比的提升能够进一步的降低运行成本,具有较好的可操作性与社会经济效益。     

基于势博弈的综合能源系统用户能量管理优化方法

随着综合能源系统的发展,能源耦合程度不断加深,尤其在售能侧将形成多能耦合的价格机制.针对具有多能耦合价格机制的综合能源系统,提出一种基于非合作博弈的能量管理优化策略.首先,根据综合能源系统能源耦合价格机制建立基于条件风险价值(CVaR)的用户用能成本模型.随后,建立综合能源系统中用户之间的非合作博弈模型,通过构建势函数...     

基于CVaR的高比例光伏区域综合能源系统优化调度

在“双碳”目标的驱动下，以光伏为代表的分布式能源正大规模接入配电系统与配气系统，二者间的耦合也更加紧密，为低碳可持续能源系统的构建带来了新的机遇，然而，由于分布式能源的随机性，其也不可避免的造成了两个系统间潜在的运行风险。基于此，本文提出了一种高比例光伏渗透率下区域综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先，在高光伏渗透率的前提下，建立了考虑储能设备的电-气区域综合能源系统日前调度模型，利用二阶锥松弛将模型线性化。其次，基于CVaR风险评估模型的理论基础，建立并简化了损失函数。接着，在实时调度过程中考虑CVaR风险评估模型，建立了考虑CVaR风险评估的区域综合能源系统实时调度模型，以平衡不同风险态度下新能源不确定性导致的风险成本。最后，将前述两个模型合并，建立了区域综合能源系统日前-实时多时间尺度调度模型，分析区域电力系统与区域天然气系统之间的相互作用与能量流动。在算例分析中设计了不同的负荷强度方案对模型进行验证，分析了不同方案下系统购电量与不同设备运行参数的变化。结果表明，所提模型可以有效缓解因新能源随机波动带来的运行风险，同时考虑耦合设备的运行调控能够促进区域综合能源系统的耦合运行并取得良好经济效益。     

多能互补的综合能源微网多目标优化运行方法研究

综合能源系统在实现多种能源的综合利用，提高新能源利用率和减少碳排放等方面具有重要意义，是近年来诸多学者重点研究的领域之一。但是，目前对综合能源系统优化运行的研究较为局限，设备和模型种类较少，优化运行的目标函数单一。针对这些问题，提出了多能互补的综合能源微网多目标优化运行方法。首先，建立了运行成本、碳排放量和一次能源消耗的优化目标函数和系统的约束条件。其次，对比了传统分供系统与综合能源系统的运行成本，分析了电价改变对综合能源系统的影响，基于权重分析法对综合能源系统进行了多目标运行优化。通过算例分析表明，所构建的综合能源系统可以有效运行，相较分供系统成本可节省13.47%以上的成本，电价变动对该综合能源系统中设备的运行有较大影响，优化后的权重比可以显著平衡各个目标函数。     

综合能源系统电价制定策略研究

构建综合能源系统是实现新能源与传统能源多能互补、协调优化的有效途径,但目前对综合能源系统的能源定价策略研究匮乏,因此限制了综合能源技术的推广。为此,首先对分时电价和实时电价两种定价策略对电用户的影响进行研究,并提出用户单位用电成本、负荷转移率等指标评价两种策略对用户的影响程度;然后构建了综合能源系统经济调度优化模型,研究了两种定价策略对综合能源系统运行成本的影响。计算结果表明,采用优化后的实时电价策略时,用户负荷转移率6.32%,相比采用分时电价时7.81%更小,表明实时电价策略对用户用电习惯影响较小,且单位用电成本更低,易于被用户接受;而分时电价策略使综合能源系统的经济收益更高。     

基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

基于改进BP网络和AHP模型的区域多能系统协同优化方法

针对多能系统对分布式能源使用率较低且经济效益不理想的问题，提出了基于改进BP网络与AHP模型的区域多能系统协同优化方法.该方法利用AHP模型构建了区域多能系统评价体系，并设计了双层GA-BP网络用于学习优化系统的各项评价指标，以得到最佳的系统综合评价得分用于调整系统能源的供需量.基于园区多能系统的实验结果表明，所提方法的可靠性、经济效益、碳交易成本及用户满意度分别为0.99、10.82万元、0.43万元和1.故其在提高经济效益的同时，还可保证系统运行可靠性及绿色环保.     

计及用户满意度的蓄热式电采暖与风电互动运行优化策略

随着“双碳”战略目标的提出,要求进一步推进以风、光为主体的清洁能源大规模接入电网。为提升电网风电消纳能力,减少弃风现象,提出计及用户满意度的蓄热式电采暖与风电互动优化运行模型。首先,分析蓄热式电采暖设备参与风电消纳的运行机理;然后,在综合考虑风电消纳、经济性以及用户满意度等方面的优化需求后,建立蓄热式电采暖与风电联合运行的多目标优化模型,并采用一种基于灰色关联分析与改进混沌粒子群算法的电网优化运行模型求解方法;最后,基于某电网数据仿真,提出满足系统优化运行需求的方案。算例结果表明：模型可有效地增加风电消纳能力,减少设备运行成本,满足用户对温度的舒适体验,为未来的蓄热式电采暖以及风电的投资提供决策支持。     

考虑负荷优化的光储充电站储能经济性配置研究

为缓解电动汽车充电对电网的冲击,提升充电站的经济性,对光储一体化充电站储能配置展开研究. 首先分析了充电站电动汽车的负荷特性,结合峰谷电价,制定了储能运行策略. 然后通过建立储能配置双层规划模型,保证了充电站负荷最大程度优化的同时实现价格套利. 最后通过算例分析,得到商业区充电站储能经济性配置方案. 将该配置方案与以峰谷差作为优化指标的传统储能配置方案对比,结果表明该方案有效增加了总削峰量,并将充电站年购电成本进一步降低.     

考虑综合需求侧响应的多储能区域综合能源系统运行优化

为了对区域综合能源系统进行优化的发展,依次将蓄电池、蓄热电锅炉和电转气(power to gas,P2G)设备加入能源系统中,分析加入不同设备后对系统运行的不同影响,之后考虑电、热、气3种需求响应,以系统运行成本最小为目标函数,建立包含各种储能设备的区域综合能源系统经济运行模型.设置7种场景进行对比分析,结果表明:在含多种储能设备的区域综合能源系统中,考虑电、热、气需求侧响应,不仅使负荷达到削峰填谷的目的,而且降低了弃风、弃光现象;考虑电、热、气多负荷综合需求响应比考虑单一需求响应可有效提高能源利用率,实现系统环保运行,具有良好应用前景.     

计及碳交易成本的多能源站综合能源系统规划

冷、热、电等能源行业分开规划、独立运行的传统模式制约着电力系统综合能效的提高。为推行碳排放交易政策,改变传统单一经济目标主导的规划模式,将碳交易与综合能源系统规划相结合,提出一种计及碳交易成本的多能源站综合能源系统规划方法。首先,建立了包含碳排放量计算、碳排放初始配额和碳交易成本的数学模型。其次,在分析综合能源系统投资运行成本计算模型的基础上,以碳交易成本和系统投资运行成本最小为目标,计及电、冷、热多种能源约束和热网损耗约束,构建综合考虑经济性及低碳性的规划模型。算例仿真结果表明,地理距离较近的多能源站通过热网可实现热能互供互济,且在综合能源系统规划中计及碳交易成本能有效降低系统碳排放,提高系统整体能效,具有可观的经济效益。     

基于Fbprophet负荷预测与用户满意度约束的综合能源供能优先调度研究

在综合能源系统中,如何协调好能源供应与用户波动需求之间的关系,是亟待解决的问题。针对居民用户冷、热、电负荷需求不确定性特点,提出了一种基于Fbprophet算法的多元负荷预测与考虑用户满意度约束的综合能源负荷供能优先调度模型。首先采用Fbprophet算法对冷、热、电多元负荷进行预测,并与典型负荷预测方法 ARIMA、LSTM进行对比分析;然后通过构建用户满意度二次效用函数,将用户满意程度融入能源服务商的评价指标;最后设计了综合能源系统优化调度模型和计及用户满意度的供能优先级模型,并基于自适应粒子群算法进行模型优化求解,分析了优化算法的稳定性,实现供能优先调度。通过实际综合能源系统算例仿真,验证了预测算法与调度模型的有效性,为综合能源提供一种兼顾经济效益和用户满意度的决策方案。     

考虑供能网络约束的园区型电-热综合能源系统优化配置

搭建了园区型综合能源系统的基本网架结构,建立了热泵机组、热电联产机组、蓄热罐、电锅炉、电制冷机、余热吸收式制冷机的数学模型,构建了考虑园区供能网约束的双层优化配置模型。模型上层以最小化园区能源站的年综合投资成本为目标,模型下层以系统的年运行费用最低为目标,并基于配电网的Distflow二阶锥模型和线性热网络方程建立供能网络模型。在规划求解过程中,引入了二阶锥松弛技术对模型的电网潮流约束进行凸优化松弛,同时采用了线性热网络方程,以提升模型的可解性和计算速度。最后在改进的IEEE-33节点配电网和8节点供热系统中进行了算例分析,结果表明,所构建的系统优化配置模型在一定程度上提高了园区型综合能源系统的经济性,验证了所提模型的有效性。     

基于(火用)经济分析法的地面集输系统用能经济评价

针对某油田A区块地面集输系统生产能耗偏高的现象,提出了一套利用可再生能源优化生产系统的可行性方案来降低该区块的能耗经济损失。针对该区块原有的生产系统和改进后的生产系统进行用能评价,判断改进方案的可行性。通过建立矩阵模式热经济学模型,采用经济分析方法,对系统中的主要能耗设备进行成本计算,综合考虑了系统能量利用率和投资费用两方面因素,通过经济对比发现,改进后系统中主要产品的经济成本明显降低。指出了合理利用能量以保证经济效益的途径,能够综合反映系统的节能性与经济性,为系统方案设计的比较与决策提供了科学依据。