考虑低碳需求响应及主从博弈的综合能源系统低碳优化调度

随着能源绿色转型要求的不断提高,为实现综合能源系统低碳经济调度,除考虑源侧减碳策略外,需求侧减碳潜力也值得挖掘。兼顾源荷,提出一种考虑低碳需求响应及供需主从博弈的综合能源系统优化调度模型。首先,在供能侧考虑碳交易机制,采用碳排放流模型将供能侧的碳排放折算到用户侧;然后,从用户侧角度考虑碳排放问题,提出激励型低碳需求响应模型,以引导供能侧的低碳调度;其次,采用主从博弈模型形成供能侧与用户侧间的互动,得到合理、有效的激励方案,进一步挖掘用户侧减碳潜力;最后,通过算例仿真结果验证所提方法的有效性,在保证经济性的同时减少了系统碳排放量。     

计及用户用能行为的综合能源微网运营商与负荷聚合商主从博弈策略

为了提高综合能源微网的效益,分别从用户侧与供能侧考虑,建立了基于主从博弈的负荷聚合商与综合能源微网运营商的双层优化博弈模型。首先,考虑用户的能动作用,计及了用户侧的多能互补特性,分析了用户的用能行为;其次,考虑了用户用能的边际效用,提出了以用户满意度最大为目标的负荷聚合商优化模型,制定负荷聚合商的购能计划;同时,建立了以收益最大化为目标的综合能源系统运营商定价策略模型,构建合理的价格激励机制;然后利用Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件转换将双层模型转化为单层模型,并利用McCormick Envelopes法将原双线性非凸问题进行凸松弛并求解。算例仿真结果表明该方法能够促进系统供能侧与用户侧的互动,在提高用户侧用能满意度的同时也提高了综合能源微网供能侧的收益,有利于综合能源系统的整体发展。     

基于电热耦合潮流的综合能源系统风险评估方法

安全可靠是综合能源系统的基本要求,为保障综合能源系统的供能可靠性,开展其风险评估研究具有十分重要的意义。文章首先建立考虑蒸汽网络的电热耦合潮流计算算法,接着设计考虑运行侧与用户侧的综合能源系统风险评估指标体系,最后提出基于电热耦合潮流的综合能源系统风险评估流程。算例结果表明,文章所提出的风险评估指标及分析方法可以有效识别多能流系统的整体风险。     

基于用户需求精确建模的乡村清洁供能系统可靠性评估

乡村电采暖设备的普及使得用电负荷峰值增加，为使系统可靠性水平得到保证，需要综合考虑室内建筑热平衡特性和用户柔性舒适需求。为此，文章提出了一种基于用户需求精确建模的乡村清洁供能系统可靠性评估方法。首先，构建了乡村清洁供能系统架构，包括系统侧设备模型和用户侧建筑热平衡模型。其次，对用户柔性舒适需求进行建模，并引申出考虑柔性舒适需求的供能可靠性指标。再次，提出了乡村清洁供能系统故障影响分析的方法，制定了故障时的负荷削减策略和进行可靠性评估的流程。最后，通过实际算例比较了是否考虑用户柔性舒适需求与建筑热平衡特性下的可靠性指标，从而证明了所提方法对系统整体供能可靠性的提升作用。     

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。     

考虑系统与用户双侧协同的区域多能源系统运行优化

区域综合能源系统(IMES)中设备类型日益丰富使多种能源交互过程复杂,也对运行优化提出了更高要求。本文以区域能源运营商为主体,在系统侧和用户侧同时利用了IMES的多能互补特性,建立了双侧协同运行优化模型。IMES根据实时能源价格以及用户负荷需求曲线进行日前优化,系统侧在优化供能设备出力的基础上,提出通过调节能源转换设备的分配因子来提高系统中多种能源需求的匹配度;并在用户侧的综合能源需求响应中加入用能替代来提升用户侧可响应容量。最后,利用粒子群算法求解模型,并通过算例验证,计及用能替代的系统与用户协同优化实现了内部供能设备的高效运行,有效降低了运营商的用能成本,增加了收益。     

考虑系统与用户双侧协同的区域多能源系统运行优化

区域综合能源系统(IMES)中设备类型日益丰富使多种能源交互过程复杂,也对运行优化提出了更高要求。本文以区域能源运营商为主体,在系统侧和用户侧同时利用了IMES的多能互补特性,建立了双侧协同运行优化模型。IMES根据实时能源价格以及用户负荷需求曲线进行日前优化,系统侧在优化供能设备出力的基础上,提出通过调节能源转换设备的分配因子来提高系统中多种能源需求的匹配度;并在用户侧的综合能源需求响应中加入用能替代来提升用户侧可响应容量。最后,利用粒子群算法求解模型,并通过算例验证,计及用能替代的系统与用户协同优化实现了内部供能设备的高效运行,有效降低了运营商的用能成本,增加了收益。     

基于二次聚类的综合能源用户需求响应潜力分析

随着综合能源系统的迅速发展,用户侧从单一的电负荷转变为冷热电多能耦合负荷,而针对多能负荷特性及需求响应潜力的研究也越来越受到电力公司的重视,因此提出了一种基于两阶段聚类分析的综合能源用户需求响应潜力分析方法。首先进行考虑用户典型负荷曲线的一次聚类,对数据进行特征提取与降维,并在此基础上进行考虑用户用能模式的二次聚类。最后通过仿真分析表明该方法能较好地深入挖掘综合能源系统的用能负荷特性和需求响应潜力,为综合能源系统需求响应规划的制定提供了新的思路。     

考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策

我国大力发展清洁能源,并鼓励用户用能电气化,提高电能占终端能源消费比重和清洁能源利用率.在此背景下,以用户综合用能多且用能较为集中的商业园区为对象,提出了考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策模型.首先构建了考虑用户侧电能替代作用的多维综合需求响应(integrated demand response,I...     

基于需求侧响应的分布式冷热电联供系统能量管理策略

分布式冷热电联供系统(distributed combined cooling,heating and power system,DCCHP)因其高效的能源利用率成为区域综合能源系统的有效实现形式,同时随着需求侧响应(demand response,DR)技术的发展,通过管控用户用能行为来提高能源系统性能成为目前研究的热点。基于此,文章建立了区域能量管理系统(regional energy management system,REM S)并提出了一种基于DR的DCCHP能量管理策略。在用户侧,对系统负荷进行分类并建立考虑用户满意度反馈及动态费用补偿的DR控制模型。REMS用能方式管控子系统,针对冷热电负荷各自的特点及组成,以DR补偿费用及负荷峰谷差最小为目标优化初始负荷曲线形态。在供能侧,将优化后的负荷数据输入REMS设备出力调度子系统,以DCCHP综合成本最小为目标经济管控系统设备出力。算例仿真结果证明所提策略可有效提高系统能源利用率、降低成本,实现供需双侧的共同优化。     

智慧社区多能流随机响应面模型预测控制方法

提出一种智慧社区多能流随机响应面模型预测控制方法。采用随机响应面法获取分布式风电和光伏出力、负荷需求以及实时电价等预测误差分布特性,得到预测误差概率密度分布曲线并将其离散化,利用轮盘赌算法生成初始场景集并采用最近邻聚类法进行场景削减。考虑冷热电联供、电动汽车、储能设备等的技术经济特性,构建了兼顾经济性和环保性的多能流多目标优化调度模型,并利用随机模型预测控制方法对多能流调度模型进行在线滚动优化,从而实现日前优化和实时滚动优化的有效统一。算例结果验证了文中所提出方法的有效性和优越性。     

考虑灵活性的冷热电联供型微网优化调度

可再生能源和负荷波动对冷热电联供型（CCHP）微网的运行状态有重要影响,为了提高微网应对功率波动的能力,针对冷热电联供型微网的调度灵活性展开研究。首先,在日前调度中,考虑到冷热电供需互补和负荷之间多能互补特性,通过调用供能侧和需求侧多种灵活资源,构建灵活性供需平衡,从能量允许波动率的角度提出冷/热/电灵活性指标以及系统整体灵活性评价指标。其次构建了日运行成本最低和灵活性最高的多目标优化调度模型。最后通过算例分析证明所提优化调度模型可以满足系统多能供需平衡,冷热电联供型微网的经济性和灵活性得以提升。     

含冰蓄冷空调的冷热电联供型微网多时间尺度优化调度

冷热电联供型微网(CCHP-MG)对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值,而内部复杂的能源结构与设备耦合关系、可再生能源的消纳和负荷波动的平抑给其优化运行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。     

考虑储能电站服务的冷热电多微网系统优化经济调度

提出一种考虑储能电站服务的冷热电多微网系统日前优化调度方法。首先提出在多微网系统建立公共储能电站,并给出用户侧储能电站服务模式;然后将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统优化调度,通过协调微网与储能电站间的交互功率,实现微网内冷热电负荷功率平衡和运行经济成本最优;最后以典型场景为例,对冷热电联供型多微网系统在3种运行方式下进行经济优化调度分析。结果表明,所提冷热电多微网系统优化调度方法可以充分发挥公用储能电站的充放电灵活性,实现微网多余电能的时域转移和可再生能源发电的100%消纳,并降低多微网系统的运行成本。     

考虑热网传输延时及储热的电-热综合能源系统日前优化调度策略

综合考虑热网传输延时及储热的优化调度,可显著提高电-热综合能源系统的灵活性,在实现系统经济运行的同时,进一步提高系统的新能源消纳能力。对此,文中提出考虑热网传输延时及储热的电-热综合能源系统日前优化调度策略。首先,建立描述热网的传输延时和储热的供热系统模型;接着结合具体的能源设备,将热网作为调度资源参与到日前优化调度中,提出一种热网传输延时及储热的日前优化调度模型,实现对热网虚拟储能的调度利用。最后对不同场景下含风电的电-热综合能源进行算例分析,验证了文中所提方法的有效性。仿真结果表明,该方法可利用热网传输延时和储热进一步降低系统的运行成本,提高风电的消纳率。     

计及能量互保行为的综合能源园区多时间尺度调度

综合能源园区的运行控制应兼顾多方市场主体利益诉求,针对不同类型园区的供能差异化需求,提出计及用户诉求的日前调度与实时调度相结合的综合能源园区多时间尺度优化调度策略。首先,构建包含智能用电管理单元、电—气耦合联供单元、电动汽车(EV)充电单元和用户电—冷用能调度单元的园区基本架构,并分析市场环境下的园区运行方法;其次,在日前调度中建立以运营商利润和用户评价为目标的园区非合作博弈模型,确定园区能价和用能安排;再次,针对日前购电偏差问题,建立考虑不同类型用户用能诉求的含能量互保行为的实时能量偏差应对模型;最后,以14节点配电网和7节点天然气管网组成的微能源网为场景,对所提模型进行仿真验证,证明所提模型的有效性。结果表明,所提多时间尺度优化调度策略能够提升园区多方市场主体经济效益,以及兼顾用户多样化用能需要的可行性。     

基于需求响应和多能互补的冷热电联产微网优化调度

兼顾电源侧多能互补与负荷侧需求响应（demand response,DR）是提升源荷侧协调发电能力的重要手段,可以促进电力削峰填谷,提高经济效益。针对冷、热、电负荷需求的随机性和不匹配性,考虑到人体对温度有一定的适应能力,文章将风、光发电机组与燃气轮机冷热电联产（combined cooling, heating and power,CCHP）系统结合,提出了一种基于综合需求响应的源荷协调CCHP微网,同时采用典型场景集考虑新能源出力的不确定性,建立优化调度模型。该模型以最小化系统经济成本为目标,利用免疫遗传算法求解,探讨了系统经济调度成本与不同需求响应模式以及温度偏差的关系,并对系统是否引入电加热设备进行讨论。算例分析表明,基于需求响应和多能互补的CCHP微网优化调度方法,能有效降低综合运行成本,具有显著的经济及社会价值。     

考虑非计划脱网重要负荷独立供能的综合能源系统优化调度

在考虑非计划脱网后重要负荷供能需求的基础上，文章对并网时的综合能源系统（integrated energy system，IES）进行优化调度。首先以经济调度为目标，考虑不同能源转换效率及能量约束，建立含有冷、热、电多种能源形式的日前经济优化调度模型；在此基础上，根据非计划脱网后重要负荷供能需求提出储能系统荷电状态（state of charge，SOC）动态约束方法，在保障重要负荷的基础上充分利用储能系统容量；通过粒子群算法进行求解，最终确定多能流协同优化调度方案。算例分析表明：按照所提方案对储能系统SOC进行动态约束，能够在约束范围内充分发挥储能系统的“低谷电高峰用”作用，与传统分供式相比，具有显著的经济优势；建立的并网经济优化调度模型能够保证任意时刻脱网都满足重要负荷短时供能需求。     

计及不确定因素的需求侧灵活性资源优化调度

充分把握需求侧资源灵活性可以更好地实现日前优化调度以及合理地向电网提供辅助服务。然而，需求侧资源种类丰富、数量大、容量小、随机性强且分布于系统结构底层的不同位置，因此需要对其进行整合与量化。以含有高比例分布式能源的节点为研究对象，采用鲁棒边界的虚拟电池模型量化描述了具有不确定因素的集群电动汽车的灵活性与光伏出力。在此基础上，由交互平台参与日前电力市场，并采用协调优化策略合理地分配日前发用电计划与备用容量。算例验证了提出方法的有效性，既解决了由于高比例分布式能源导致的计算复杂问题，又降低了用户用电隐私信息暴露的风险。     

计及电动汽车和冷负荷响应的多楼宇联合优化调度研究

楼宇多呈现集群特性,通过楼宇间的功率交互和能源设备的优化出力,能进一步提高能源利用效率、减少环境污染.首先构建典型能源互联型楼宇,提出多楼宇联合运行结构.然后重点讨论室内冷负荷需求模型和电动汽车模型,通过适宜温度限制和温度惩罚函数对楼宇室温进行优化,以整体楼宇群的总运行成本为优化目标,提出考虑楼间功率交互的多楼宇联合优化调度模型.为增强说服力,增加各楼宇独立运行时的仿真,通过算例对比2种运行方式的经济成本,分析了电动汽车和冷负荷需求对系统运行的影响.结果表明考虑电动汽车和冷负荷需求会影响楼内微源的出力和经济性,进一步提高可再生能源的利用率,在一定程度上降低系统运行成本.