太阳能综合利用的冷热电联供系统控制策略和运行优化

随着节能减排观念日益深入,利用太阳能等可再生能源成为解决目前严重的化石能源危机和环境污染问题的有效途径,而冷热电联供(CCHP)系统以其能效高、污染少、可以实现能源的梯级利用等特点,成为未来分布式供能系统的发展趋势。在此背景下,将太阳能与CCHP系统相结合,设计了一种能够实现太阳能光伏光热综合利用且同时满足冷热电负荷需要的联供系统。分别建立了能源、环境、经济评价3个方面的评估指标,并利用判断矩阵法将上述3个指标形成了一个综合评估指标,同时设定了系统以热定电和以电定热2种运行方式,并分别设计了3种不同控制策略。通过算例分析了系统的电制冷机最优制冷比、太阳能光伏发电最优容量和运行控制策略的评估,验证了所提模型和控制策略的有效性和可行性,为太阳能综合应用于CCHP系统提供了参考。     

计及风光储的冷热电联供系统双层协同优化配置方法

冷热电联供(combined cooling,heat and power,CCHP)系统的高效、经济运行取决于CCHP系统设备容量和运行策略的整体优化.为提高CCHP系统的实用性,文章提出了一种计及风光储的CCHP系统双层协同优化配置方法:外层优化配置以年化总成本最优和污染物排放量最低为目标函数,采用NSGAⅡ算法获...     

含冷热电联供系统微电网优化运行研究

为使冷热电联供(CCHP)型微电网系统能够可靠、安全、经济的运行,首先要考虑对新能源充分的利用,其次要结合储能系统的使用约束以及影响因素。本文建立了冷热电联供型微电网数学模型,综合考虑了各微电源的运行维护费用、燃料费用以及购售电费用等,采用改进粒子群优化算法,针对运行成本最小为目标进行计算仿真。最后以某小区为例,对得出结果进行分析讨论,验证了本文方法的理论性和实用性。     

太阳能冷热电联供系统的策略评估和优化配置

冷热电联供(CCHP)系统相比于分供(SP)系统而言,具有能效高、污染少,可以实现能源的梯级利用等特点,成为未来分布式供能系统的发展趋势。文中将太阳能与CCHP系统相结合,设计了光伏光热一体化联供(PVST-CCHP)系统和太阳能综合利用联供(PVCU-CCHP)系统,并构建了以热定电和以电定热两种运行控制策略。基于全寿命周期法,建立了能源、环境、经济和综合评估的多指标评价体系。以SP系统作为参考,利用算例对PVST-CCHP和PVCU-CCHP系统的运行策略进行了评估。在此基础上,采用粒子群优化算法对最优联供系统的机组台数和燃气轮机容量进行了优化配置,实现了联供系统的综合效益最大化,为太阳能的综合应用提供了参考。     

计及冷热电联供的微电网电源优化配置

针对计及冷热电联供的微电网独立供电系统,建立了基于燃料电池和微型燃气轮机的冷热电联供系统数学模型,基于各微电源功率特性,建立了考虑设备投资成本、运行维护成本、燃料成本、环境成本、替换成本、报废成本,以系统等年值总成本最低为目标的微电源优化配置数学模型,计及冷负荷、热负荷平衡等因素,在同时满足用户对冷热电多种能源形式需求的情况下,对计及冷热电联供的微电网电源优化配置方案进行了求解。     

太阳能冷热电联供系统的多目标优化设计与运行策略分析

为了提高能源利用率,实现节能减排,设计了一种集成太阳能利用和内燃机驱动传统联供系统的太阳能冷热电三联供系统,对其能量流程和运行策略进行了分析。基于生命周期分析法,以传统分供系统为参照对象,建立了能源、环境和经济效益的多目标优化模型,对系统的设备容量和运行策略进行了优化。以北京市一综合办公楼为例进行实例分析,得到了不同目标函数下的最优设计方案和运行策略。优化结果表明,太阳能联供系统的综合性能要优于分供系统,当系统采用电跟随运行策略时环境和经济效益更佳,采用热跟随模式时能源效益更好。     

太阳能冷热电联供系统的综合性能评价与研究

为了高效利用丰富的太阳能资源,同时满足用户多样化能源的需求,可以采用太阳能实现冷热电联供。当太阳能作为热源或辅助电源时,系统较为稳定且控制方法简单。但是当两种形式同时存在时,会导致太阳能的能源利用率降低且成本升高。因此,需要一种方法对太阳能冷热电联供系统(PV/T-CCHP)的优劣进行评估。提出采用基于Fuzzy-AHP的多目标决策法(MCDM),建立PV/T-CCHP系统指标体系。以传统的分供系统作为参考,从四个角度分别评估了PV/T-CCHP系统运行性能、不同控制策略下的运行性能以及综合运行性能。研究结果可以为PV/T-CCHP系统的设计运行提供参考。     

冷热电联供型微电网容量规划优化研究

与普通能源利用形式相比,冷热电联供型微电网具有能源利用效率高、利用形式多样、就地解决综合能源需求等特点,可以很好地满足综合能源用户的需求。目前在运或在建的冷热电联供项目往往存在设备配置比例不合理,设备利用率低或无法实现较高的能源利用效率。介绍了几种典型的联供型微电网形式,进行了微电网容量规划优化建模,并在CPLEX环境下编程实现该模型,通过算例分析验证了该模型的有效性。     

分布式区域冷热电联供系统

建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题。冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段，该系统能源综合利用率高，一般均可达到70％以上。本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点，提出一种基于热气机的天然气能源岛系统，并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用，对于节约能源、环境保护、能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义。     

冷热电联供系统的设计、运行及分析

冷热电联供作为一种分布式供能系统,实现了能源的梯级、高效利用,是目前电力工业和能源产业的重要发展方向。通过介绍常用冷热电联供系统方案及其原理,并针对各个方案的优缺点结合项目需求,使用了带有蓄能环节的冷热电联供系统设计方案,实现了能量使用的削峰填谷。同时,对系统内主要设备的选型、配置原则以及系统主要运行方式、运行工况进行了详细阐述,通过对系统的电气运行方式及相应控制策略的分析,建立了冷热电联供自动运行控制系统。最后,以蓄热工况实验为例,对系统运行性能及影响因素进行了分析,并给出了实验数据及分析结果。通过实验运行显示,系统一次能源利用率达到了70%,系统运行安全可靠。     

基于元模型优化算法的混合储能系统双层优化配置方法

混合储能兼具能量型储能与功率型储能的优势,针对混合储能在风电平抑中的配置问题,提出了一种基于元模型优化算法的混合储能双层优化配置方法。首先,利用小波分解对风电功率的原始数据进行分解,得到混合储能需要平抑的功率。然后,针对功率分配策略对混合储能容量配置的影响问题,提出一种混合储能容量嵌套式双层优化配置方法。该方法的内层为混合储能功率优化分配策略,以荷电状态、充放电功率为约束条件,以蓄电池总体充放电功率最小为目标函数,以提高蓄电池的使用寿命;外层以最小容量、最小功率为约束条件,以混合储能的全寿命周期年均成本最小为目标函数。针对多变量、非线性、计算密集型双层优化方法具有求解复杂、计算时间长等问题,提出基于元模型优化算法的优化求解方法。算例分析结果表明,所提优化配置方法可以在保持混合储能经济性最优的同时,有效避免蓄电池频繁充放电,从而提高了其使用寿命;相比于传统的启发式求解方法,基于元模型优化算法的优化求解方法的计算速度更快,所得优化配置结果更精确。     

基于改进雷达图模型的热电联供型微网系统多目标优化配置

针对热电联供型微网系统的容量配置问题,提出了一种基于改进雷达图模型的多目标优化配置方法。首先,提出含有光伏光热(PV/T)单元、变流器、储电单元、热泵、电锅炉、储热单元及电、热负荷的微网结构,并选取了5个优化目标,用于全面表征热电联供型微网系统的供电可靠性、供热可靠性、经济性和可再生能源利用情况。其次,建立了多目标的改进雷达图模型,并基于扇形面积和周长构造了适应度函数。然后,为保证微网系统的电、热稳定供应,给出了约束条件,从而建立了以最大化适应度函数为目标的优化配置模型,并通过优化执行过程,求解得到综合性能最优的微网系统容量配置结果。最后,根据青海省偏远地区的案例分析,验证了提出的多目标优化配置方法的有效性。     

基于两阶段鲁棒区间优化的风储联合运行调度模型

为了全面和准确地考虑风电出力的不确定性和消纳能力,并兼顾系统运行的经济性和可靠性,通过在风电不确定区间可优化的鲁棒区间经济调度模型中引入常规机组和储能系统运行状态的离散决策变量,建立风储联合运行的双层鲁棒区间机组组合模型。针对连续变量和离散变量间存在耦合关系,导致计算过程中对偶转换失效而使模型难以求解的问题,提出基于Benders分解算法的两阶段迭代求解策略。仿真分析表明,所提模型在确定风储联合运行方式时,能更全面地考虑风电不确定性及消纳能力对系统运行经济性和可靠性的影响。     

基于粒子群算法的冷热电联供系统优化调度

近年来随着用户对供能形式的需求不断丰富,传统的以单一电能为形式的供能系统已经无法满足能源用户的需求.考虑了冷热电联供系统(combined cooling heating and power,CCHP)对不同能源协同供应的特点,对以风能、太阳能、天然气和储能协同供能的冷热电联供优化问题进行研究.综合考虑不同费率结构以及...     

基于混沌自适应粒子群算法的冷热电联供系统优化

在研究冷热电联供系统优化运行的过程中,为了更好地优化调度冷热电联供系统中各设备的出力,提出了基于Tent映射的混沌搜索和非线性自适应粒子群算法相结合的优化算法。建立了一个包含风机、光伏、微燃机和燃气锅炉等主要设备的冷热电联供系统模型。以联供系统的运行成本、污染物排放量和能源利用率为目标,建立了多目标优化模型。在满足设备出力、功率平衡等约束条件下,利用Matlab进行了优化求解。仿真结果表明,所提出的冷热电联供系统优化方法,可以有效地提高经济效益,减少污染排放,提高能源利用率。     

基于配置-运行协同优化的分布式能源站选型与定容规划

对分布式能源站(DES)进行综合建模,结合规划与运行2类约束条件,从设备规划与系统运行总体经济最优的角度,提出了一种基于混合整数线性规划的DES配置-运行协同优化方法。通过算例验证表明,提出的方法可在考虑系统全年运行优化的基础上实现DES的选型与定容规划,减少设备配置冗余,降低系统运行成本,并且对于复杂的规划对象具有较高的求解效率。     

基于虚拟储能模型的楼宇冷热电耦合系统经济调度策略

建筑具有储热能力,可以将其等效为虚拟储能装置参与需求响应,从而减少系统运行成本,降低峰值负荷.基于此,建立了一种含虚拟储能的冷热电三联供-地源热泵耦合系统的优化模型,并从电负荷、热负荷角度分析其经济调度策略.首先,根据人体舒适温度范围和建筑性能建立虚拟储能的充放能模型;其次,建立冷热电三联供-地源热泵耦合系统的优化模型,以最小化系统日运行成本为优化目标,虚拟储能通过与热负荷的联系对目标函数产生影响,同时虚拟储能系统的充放能功率也受到相应的温度变化速率的约束;最后,以冬季场景为例,针对2类典型楼宇分别对电负荷和热负荷进行优化调度分析,并对仿真结果进行经济性分析.仿真算例证明,虚拟储能的引入可以在一定程度上降低系统的运行成本.     

基于智能台区的配电网经济运行及优化高级分析系统设计

针对10 kV配电台区普遍存在的自动化程度低、运行状况无法远程监测等问题,设计了智能台区的配电网经济运行及优化高级分析系统,包括智能配电台区、IDTT配电终端、通信网络和主站建设。在智能配电台区建设方面,通过对原有配电台区的升级改造,实现对配电台区的基本监测和分析功能,并进一步设计了基于ZJP-II型配电终端的新型智能低压配电台区。重点阐述了IDTT智能配变终端的设计原理和主站的建设方案,总结了所设计系统具备的功能。该系统通过对台区的运行状况进行实时监控,对台区的负载率、可靠率、平衡率、负荷增长趋势等进行分析,对台区发生的故障做出及时的反应,从而实现对配电台区的智能化和精细化管理,为运行管理单位进行配电台区升级改造提供了借鉴。     

基于模型预测控制的含岸电混合能源系统优化运行

针对港口中包含岸电、海上风机与储能的混合能源系统,提出一种系统优化运行方法.该方法建立混合能源系统模型,其中包括岸电负荷预测模型、岸电动态电价模型、风机模型与储能模型.针对岸电负荷不确定性导致的预测精确度较小的问题,提出一种分频段预测方法,该方法利用小波包分解进行信号分频并根据不同频段特点选择不同的预测方法,提高了预测准确率;针对岸电供售电价格机制不明确的问题,提出与岸电用电量线性相关的阶梯服务费模型和随负荷变化动态调整的电价模型,平衡了港口企业、航运企业与电网企业三方利益;针对整数变量引入形成的混合整数非线性规划问题,采用模型预测控制滚动优化方法,利用CPLEX+YALMIP进行求解,改善了开环优化方法在不确定性环境下误差较大的问题,得到了系统总运行成本最小的优化结果.     

基于VEGA的风光蓄联合发电系统多目标容量优化

针对我国西北地区风、光资源的分布情况,建立小型风光蓄联合发电系统。依据气候常年变化的统计情况,考虑投资成本、系统可靠性、风光资源利用率等多个优化目标,建立数学模型;并对系统孤岛运行和并网运行的不同情况进行优化处理。采用整数编码的向量评价遗传算法(VEGA)进行求解,获得了微网中分布式电源和储能电池的多种优化容量配置方案。