考虑用户舒适度的分散式电采暖调峰优化控制

为充分挖掘分散式电采暖负荷的灵活可调节潜力,提出了一种考虑用户舒适度的分散式电采暖调峰优化控制方法。首先,基于分散式电采暖的工作特性对单体电采暖负荷的响应特性进行分析;其次,采用近邻传播聚类算法将分散式电采暖负荷进行集群处理,并基于等面积定则制定电采暖负荷群的轮换式控制策略;然后,建立同时考虑电采暖负荷参与调峰和用户舒适度的多目标优化模型;最后,以新疆某地区分散式电采暖负荷参数为依据对所提控制方法进行验证。仿真结果表明,所提方法能够在保证用户舒适度的前提下兼具一定的调峰能力。     

基于LSTM网络的分散式电采暖负荷仿真分析

基于等效热参数模型的分散式电采暖负荷存在参数识别困难、仿真误差大,不能满足电网调节需求的问题,为此提出基于长短时记忆网络的分散式电采暖负荷仿真模型。首先,根据分散式电采暖负荷与建筑物之间的传热过程,确定模型参数。然后,结合模型输入变量与输出变量确定长短时记忆网络参数,建立负荷模型。并通过对测试集输入数据中的室内温度进行动态更新,实现了长时间尺度的温度仿真。接着,为衡量模型的准确性,提出了纵向与横向两种维度上的模型误差评价指标。最后,算例分析结果表明,相比于分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型,基于长短时记忆网络的分散式电采暖负荷模型仿真结果的纵向误差与横向误差更小,模型精度更高。     

基于数据驱动的分散式电采暖负荷运行特性分析

针对河北省煤改电计划实施后电采暖设备增多、规模增大情况,提出1种分散式电采暖负荷云网架构,以河北省南部电网电采暖负荷数据库为依托,以大数据分析方法为手段,进行电采暖设备运行特性分析,得到分区域电采暖设备类型分布情况、考虑居民类型的分区域电采暖负荷发展情况及电采暖最大负荷与用电量、最低温度的关联关系。在此基础上进一步分析用户设定的舒适温度区间、室外温度等参数对电采暖设备可调节能力的影响机理。分析表明,初始室外温度越高,设备加热时间越短;在保证人体舒适度的前提下,改变舒适温度区间上下限,即可调控电采暖设备加热时间。     

电采暖负荷-气温耦合特性与可调节潜力分析

为评估电采暖可调节潜力，基于新疆某地区实际情况开展电采暖负荷-气温耦合特性研究。分析了该地区的电源、负荷和冬季大负荷期间电力平衡情况，结合该地电采暖负荷装机及采暖期用户使用情况，开展电采暖负荷-气温耦合特性研究，并采用正弦和拟合法根据气温实现电采暖负荷预测。根据电采暖负荷预测结果，对电采暖可调节潜力进行分析，结果表明电采暖作为柔性负荷具备可观的可调节潜力。     

消纳风电预测偏差功率的电采暖负荷群运行调度策略

构建以新能源为主体的新型电力系统将面临尖锐的调节资源供需矛盾,电采暖负荷具有可时移特性,是优质的存量可调节资源。拟挖掘电采暖负荷调节功率作为电网辅助备用,针对风电功率预测偏差消纳问题,设计了负荷聚合商响应风电预测偏差功率的调度架构,构建了电采暖负荷群响应风电预测偏差功率的轮流调控响应策略以最大化消纳偏差功率,设计了电采暖负荷群-风电场算例系统,基于此对所提出的电采暖负荷群响应风电预测偏差调控方法的有效性进行了仿真验证,并分析了负荷群参与响应后的经济性。     

基于温度预报的户用电采暖负荷可调节能力评估

在用能的低碳化需求背景下,户用电采暖有逐渐规模化应用的趋势,将成为电力系统运行中重要的可调节负荷资源。提出了一种基于温度预报的户用电采暖负荷可调节能力评估方法,为实现电采暖用户参与电网负荷调节提供了重要参考依据。该方法基于户用电采暖暂态热平衡关系模型,引入某一时段数值天气预报的温度参数,进行仿真计算,评估出该时段在满足人体舒适的温度区间下的户用电采暖的负荷可调节能力,并通过具体实例验证了所述评估方法的可行性与有效性。     

分布式电采暖负荷群建模及备用优化

在北方地区,迅猛增长的电采暖负荷蕴藏着丰富的调节潜能,挖掘其调节能力,可提高高比例可再生能源电网运行经济性和可靠性。文中建立分布式电采暖负荷模型并分析模型参数,利用聚类分组控制的方法实现异质电采暖负荷聚合;建立基于风电功率预测误差区间的备用计划优化模型;从可行性与经济性两方面对该备用方式与现有备用方式进行对比。结果显示该备用方式能够经济、有效地为风电提供备用。     

电采暖聚合型虚拟电厂调峰经济优化调度方法

为发挥电采暖负荷灵活可调控性能,将电采暖负荷聚合成虚拟电厂,提出电采暖聚合型虚拟电厂调峰经济优化调度方法,为电采暖主动参与电网调峰提供解决方案。首先,分析建立电采暖聚合型虚拟电厂互动机制与管理架构;然后,建立考虑用能差异化需求的电采暖负荷需求响应模型;以虚拟电厂期望经济效益最大为目标,建立虚拟电厂经济优化调度模型。算例结果表明,所提方法可根据不同用户差异化需求经济合理地实现电采暖负荷主动参与电网运行调控,为规模化电采暖负荷参与电网调峰提供参考。     

基于隐含数据信息挖掘的贝叶斯电采暖负荷预测

冬季电采暖负荷的准确预测对电网安全稳定运行以及电力系统调峰和调频具有重要意义。为充分挖掘冬季电采暖负荷数据中隐含信息,提出基于贝叶斯网络的多变量冬季电采暖负荷预测方法。首先将隐含信息数据中的多变量数据分为可观测数据和隐含数据,依据变量之间的影响机制搭建贝叶斯网络结构,并通过EM(Expectation Maximization Algorithm)算法训练可观测数据信息,获取隐含数据分布,进而基于可观测数据和隐含数据实现冬季电采暖负荷预测。采用北京电力公司提供的冬季电采暖负荷实测数据进行验证,结果表明,采用贝叶斯网络进行电采暖负荷预测具有较高的预测精度。     

计及用户响应行为差异性的区域电采暖负荷特性建模

多样化的用户需求及差异化的响应行为对计及需求响应的"煤改电"负荷特性造成了较大影响。为精细地刻画不同用户需求响应行为,提出了一种考虑需求和响应行为双重差异性的区域电采暖负荷特性建模方法。首先考虑用户自身特性与外界环境因素,提出差异化用户热舒适温度模型,并结合建筑空气温度时变方程提出了热负荷特性建模方法;其次采用多目标优化方法和基于离散选择模型的决策方法,来模拟用户的差异化响应行为,以求得单类用户的电负荷特性。最后根据热需求与响应行为的影响因素建立区域用户分类标准,提出多类型用户聚合负荷特性建模方法。通过算例分析验证了模型在提高负荷特性求解精度方面的有效性。     

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。     

基于柔性负荷聚合的多方协作机制电采暖项目经济性分析

清洁供暖行业仍处于向市场化运作转变的过程中,电采暖投资运行依靠政府补贴,对电采暖项目经济性问题进行研究十分有必要。构建了蓄热式电采暖热源站经济性分析模型和聚合管理模型,对比了电采暖热源站进行聚合管理参与辅助服务前后的经济效益,结果表明对具有柔性调控潜力的电采暖负荷进行聚合管理参与辅助服务市场可以获得聚合收益,降低热源站用电成本,提升整个电采暖项目的经济性。研究结果对于推进电采暖向市场化发展具有一定的参考意义。     

考虑温控负荷需求响应的电热联合系统多阶段鲁棒调度方法

在发展新型电力系统的背景下,间歇性新能源占比不断增加,对电热联合系统的灵活性提出更高要求。提出了一种考虑温控负荷需求响应的电热联合系统多阶段鲁棒调度方法。首先建立考虑电热转换设备、温控负荷等多种灵活性资源的电热联合系统模型,并提出虚拟储能的概念对温控负荷进行建模。然后,将风电出力预测误差建模为盒式不确定集,以燃料成本、弃风惩罚、需求侧补偿综合成本最低为目标函数,提出了电热联合系统的多阶段鲁棒调度模型,在每一调度时段,均可根据风电的观测值,以最小化当前及后续时刻的总成本最大值为目标,调整后续调度计划,并通过鲁棒对偶动态规划算法求解该模型。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。     

考虑综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化

针对楼宇综合能源系统（RIES）能量管理时未充分考虑影响室温因素及其对负荷建模的影响和刚性捆绑RIES、用户从而未全面考虑用户舒适度和用能支出的问题,文中提出了冷、热负荷参与阶梯型补贴和电负荷参与电价型综合需求响应的RIES能量管理优化模型及其求解方法。首先,综合考虑影响室温因素,得到离散化的楼宇热平衡方程,建立楼宇的柔性而非固定的冷、热、电负荷数学模型。其次,建立冷、热负荷参与的阶梯型补贴和电负荷参与的电价型综合需求响应机制。然后,考虑RIES向用户售能的收益、从外部购能的成本和支付用户的补贴费用,构建了以最大化RIES运行利润为目标、计及设备和系统运行约束的能量管理优化数学模型,并采用CPLEX对线性化后的模型进行求解。最后,通过算例仿真表明：计及综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化能统筹协调供需两侧资源,提升系统与用户的经济效益。     

考虑配网功率约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法

文中提出一种考虑配网功率约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法。首先,基于系统内负荷热需求量构建热负荷预测模型,并对蓄热式电采暖设备与系统建模;进而建立负荷功率曲线模型;最后,以配电网传输功率限制、可靠供暖为约束,构建一种考虑配网约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法。以系统日运行成本最低以及电采暖设备实际消耗功率与电网下发的负荷功率曲线的偏离程度最小为目标,确定电采暖系统的优化调度方案。算例结果表明,所提方法可在考虑配电网功率约束的前提下,能够充分利用蓄热式电采暖的蓄热量,可有效提升配电网运行安全性及用户供暖可靠性。     

Direct Electrical Heating of Subsea Pipelines—Technology Development and Operating Experience

The formation of hydrates in the subsea production of oil and gas is a well-known problem. As the unprocessed well stream cools down, hydrates start to form around 25 degC, depending on the water cut and pressure in the pipeline. Several solutions are available to solve this problem. Generally, chemicals (i.e., methanol) have been used. Methanol reduces the critical temperature where hydrates are formed. Alternatively, hydrates can be prevented by using thermal insulation in combination with direct electrical heating (DEH). Thus, the well stream is kept above the critical temperature for hydrate formation. DEH heats the pipeline by forcing a large electric current to flow through the pipeline steel. The system model for design and sizing of the system is presented. DEH uses a single-phase system where the heated pipeline is electrically connected to the surrounding sea water. Thus, the system current is divided between sea water and pipeline, requiring additional sacrificial anodes on the pipeline. The anode system for a pipeline with DEH is discussed. There are currently more than 100 km of DEH pipelines on the Norwegian Continental Shelf. The operating experience from these installations is discussed. This paper presents the research and development for application of the system for pipelines with lengths up to 50 km     

基于能量平衡法的供热机组电量分析数学模型

辽宁电网供热季节电网调峰压力巨大,在保证供热质量的前提下尽可能降低供热机组电负荷,并合理安排电量计划,可最大限度地消纳风电。文中基于供热机组"以热定电"在线监测系统,提出了能量平衡法。通过对进出汽轮机的能量进行平衡计算,确定不同采暖抽汽热量和工业抽汽热量下机组发电量的关系,可以准确计算出一段时间内机组在给定的采暖抽汽热量和工业抽汽热量下的最大电量和最小电量范围。通过实际应用验证了该方法的准确性和实用性。     

考虑综合需求响应的电热系统调度

随着综合能源中电、热负荷不断增长以及热电联产(CHP)装置、风机等电源迅速发展,弃风现象愈发严重。为解决弃风问题,提出考虑电、热综合需求响应的优化模型。首先,在负荷侧分析电、热负荷的可调度价值,对电负荷建立实时电价模型,并采用价格型需求响应进行调整;其次,采用自回归滑动平均(ARMA)模型描述热负荷的传输延迟特性,并考虑模糊性供热舒适度,使得热负荷具有一定的弹性,即热力需求响应,通过2种响应模式对电、热负荷进行调整可增大风电上网空间;然后,在源侧增加电锅炉和储热装置,增加系统的灵活性,解耦CHP“以热定电”的刚性需求;最后,以系统的日运行费用与弃风成本最小为目标,在Matlab中调用CPLEX对模型进行求解。算例表明,所提方法可显著提升风电消纳能力,降低系统运行成本,提高能源利用效率。     

风电、蓄热式电锅炉联合供暖调度鲁棒优化模型

为缓解风电不确定对系统消纳风电的影响,提高风电利用效率,引入鲁棒随机优化理论,以风电、蓄热式电锅炉组成供热系统,建立了考虑风电不确定性的风电供暖调度优化模型。首先,分别构建了风电出力功率模型和蓄热式电锅炉负荷需求模型;然后,应用鲁棒随机优化理论刻画风电出力不确定性,并分别构建了风电出力确定性和随机性条件下风电、蓄热式电锅炉供暖调度优化模型。最后,以我国北方某城市风电供暖项目进行实例分析,结果表明：鲁棒随机优化理论能够有效刻画风电出力不确定性,为不同风险态度决策者提供了决策工具;风电、蓄热式电锅炉组成的供热系统能够实现供暖负荷灵活参与电力系统调度,有助于增加系统风电消纳能力,降低弃风电量,具有显著的经济和环境效益。     

基于先验统计模型的非侵入负荷辨识算法研究

本文针对传统非侵入负荷辨识技术中电热细分能力不足的问题，提出了一种基于先验知识与统计学习模型的居民非侵入式负荷辨识算法。本文对洗衣机辅热、电水壶、电饭锅、电热水器等设备进行了电热细分研究，通过设备运行关联算法实现了辅热设备的细分，并在用户有限反馈信息和专家标注的基础上，实现了非辅热设备分类的模型训练。实验结果表明，本文所提技术框架在事件检测负荷辨识算法的基础上实现了电热设备的细分，且在运行状态分解的F1指标中取得了0.9以上优异效果。