含环境成本和多种储能的综合能源微网优化运行

为考虑冷热电联供型综合能源微网运行时产生的环境成本和分析储能装置容量对系统运行成本的影响,建立了包含环境成本和储能装置的冷热电联供型综合能源微网优化运行模型.以系统总成本最小为目标,采用混合整数规划方法在Cplex中求解,并与相对应传统分供系统运行成本对比,验证了模型的有效性.分析了冷热电联供型综合能源系统在不同类型电价模式下的运行成本以及储能装置不同容量对系统运行成本的影响,得出了系统在实时电价模式下运行成本最小和系统运行成本随储能装置容量的增大先增加后降低的结论.     

计及可平移负荷的分布式冷热电联供系统优化运行

冷热电联供系统作为将能源从电力向气、热、冷系统进行扩展的能源集成系统,已经成为能源互联网的重要组成部分。针对冷热电负荷需求的随机性和不匹配性,从供能侧和负荷需求侧控制的角度对冷热电联供系统的综合优化运行问题进行了研究。结合冷热电联供系统内各类可平移负荷的用电特性,从满足各时刻供能侧与需求侧的热电比相匹配的角度建立了可平移负荷模型,并且分别对于冷热电负荷进行负荷平移。然后建立了包含经济、能源和环境等多方面运行成本的优化调度模型,并且利用遗传算法对系统各设备出力进行了优化求解。最后通过算例仿真分析了冷热电联供系统的负荷平移在削峰填谷,减少综合运行成本等方面的作用,从而验证了所提模型和算法的有效性。     

多区域含冷热电联供和储能的综合能源系统运行优化

综合能源系统(Integrated Energy System,IES)是增加可再生能源消纳能力、提高能源利用效率、实现可持续发展的关键技术,多区域IES运行优化将各个区域根据负荷特性进行协同优化是重要研究方向。本文建立了含冷热电联共及储能的多区域IES优化混合整数线性优化模型,区域间通过热网交互,并采用场景分析法模拟可再生能源波动性,使用Yalmip和Cplex在MATLAB中进行优化分析。结果表明：考虑风电不确定性的多区域IES优化运行能实现热能的协调分配,提高系统能源利用率,储能设备可解耦热电联系改善系统运行经济性。     

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。     

耦合太阳能的冷热电联供系统双层运行优化配置设计

天然气冷热电联供系统作为环境友好型和资源节约型的能源形式广泛应用于建筑供能。为解决综合能源系统容量配置和运行方案割裂致使供能效果不佳的问题,在使用PVsyst软件估算光伏发电系统出力的基础上,构建耦合太阳能的冷热电联供系统双层优化模型,利用KKT条件将其转换为一般的单层模型进行求解,并以上海某酒店为例验证模型对建筑供能系统节能降耗的推动作用。结果表明:相较于“先配置优化后运行优化”模型和“先运行优化后配置优化”模型,双层模型在实现综合成本最低的前提下,提升了供能的灵活性和可靠性,显著增强了用户的用能体验。     

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。     

分布式冷热电联供系统优化配置与适用性分析

为提高冷热电联供系统在不同负荷结构下的优化配置水平与综合运行效益,对计及蓄能装置的冷热电三联供系统的优化配置及运行进行了深入研究。基于以热定电、以电定热和多目标综合效益最优的3种运行模式,建立了综合考虑能源、经济和环境效益的多目标优化模型,利用遗传算法对系统设备容量和运行模式进行了优化。然后,分析了能源价格与引入蓄能装置对冷热电联供系统综合效益的影响。最后,基于某建筑负荷不同的冷电比和热电比对上述内容进行仿真分析,并以分供系统作为参照对象,给出了不同负荷结构下冷热电联供系统的最佳配置及最佳运行模式。优化结果表明,在大部分负荷结构下,冷热电联供系统采用多目标综合效益最优运行模式时各方面效益更好。     

含冰蓄冷装置的冷电联供型微网经济优化运行

针对冷电联供型微网的运行成本优化,引入冰蓄冷储能系统,建立了含光伏、风电、微型燃气轮机、电储能和冰蓄冷等可再生能源和常规能源以及冷电储能装置的优化模型。以经济运行成本最小为目标,运用混合线性整数规划方法,并利用数学优化软件CPLEX求解。最后在算例中建立3种不同场景的冷电联供微网系统进行对比分析,验证了本文所建立模型的有效性和可行性,结果表明含冰蓄冷装置的冷电联供型微网能够有效地降低运行成本,电储能和冷储能结合与单一储能模式相比具有显著的经济效益,体现了综合能源利用和优化。     

含考虑IDR的冷热电联供微网的主动配电网经济优化调度

多个冷热电联供微网接入主动配电网后,微网和配网作为不同利益主体,系统经济调度更具复杂性。为保护各自隐私,提出了一种含冷热电联供微网的主动配电网经济优化调度模型。运用机会约束规划来处理冷热电联供微网群中新能源及冷热电负荷的随机性,采用分布式建模方法,以各自区域的运行成本最小化为目标,运用目标级联法来并行求取各自区域的最优经济调度结果。同时在冷热电联供微网用户侧引入综合需求响应(Integrated DemandRespond,IDR),有利于降低供用能成本。通过改进的IEEE33节点系统算例验证表明,引入IDR后,能有效降低系统运行成本,运用目标级联法能在保护各自区域隐私的基础上求取主动配电网和冷热电联供微网各自最优的经济调度结果。     

考虑共享储能的冷热电联供型微网低碳经济调度

为促进微网中新能源的消纳与低碳运行,提出考虑共享储能的冷热电联供型微网低碳经济调度方法。将共享储能的概念及其运营模式应用到冷热电联供微网中,进一步引入奖惩阶梯型碳交易机制,建立了以系统运行成本和碳交易成本最低为优化目标的微网低碳经济调度模型。利用共享储能电站的运行特性提高微网运行的灵活性,通过协调微网与共享储能电站的交互功率及各能源设备出力,实现了降低运行成本与碳排放量的双重目标。为了提高模型求解效率,运用分段线性插值与Big-M方法将原模型转化为混合整数线性规划问题。通过典型日3种场景的算例测试结果,验证了所提方法可以提升新能源消纳率,促成微网过剩电功率的时域调配,同时提升微网运行的经济性与环保性。     

多区域综合能源系统热网建模及系统运行优化

综合能源系统(integrated energy system,IES)是未来能源消费方式的重要发展方向,实现多区域IES的协同规划与调度对进一步提高其经济效益和环境效益至关重要,为此首要的问题是区域冷、热网的建模。文中基于传热学的基本原理建立了区域热网能量传输通用模型,推导出热网热损方程,对其线性化得到热网能量流模型,同时推导了用于求解热网潮流(热媒流量、温度)的网络流量–温度基本方程。在冷热电联供系统运行优化模型基础上建立了含有热网的多区域IES优化混合整数线性规划模型。通过算例验证了模型的有效性。     

基于MOABC 算法的冷热电联供系统优化调度研究

综合能源系统包含多种分布式能源,各能源相互补充,能有效提高能源的利用率,在经济、环保等方面具有显著优势。冷热电联供系统作为综合能源系统的重要补充,具有灵活可靠、高效清洁等优点,现已得到广泛的发展和重视。综合考虑各微源的发电特性和冷热电负荷需求,建立了包含燃料电池、微燃机、余热锅炉、吸收式制冷机和蓄能装置的多目标冷热电联供系统模型。该模型考虑分时电价对冷热电联供系统的影响,以经济成本和环境成本作为目标函数,提出基于Pareto理论的多目标蜂群算法作为模型的求解算法。以实际冷热电联供系统为算例进行仿真,验证了所提模型的有效性,并与多目标粒子群算法进行对比,结果表明,采用基于Pareto理论的多目标蜂群算法能更有效地降低经济成本和环境成本。     

基于能品位的生物质冷热电联供系统成本分摊研究

基于可再生能源的冷热电联供系统是一种扩展可再生能源应用并提高能效的有效方法。基于能量梯级利用原理,提出了一种基于生物质-空气气化的冷热电联供集成系统,分析了夏季、冬季及过渡季不同运行工况下的运行模式,依据热力学第一和第二定律对系统进行了热力性能分析。为了合理确定联供系统的产品成本分摊,提出了一种基于能品位的经济方法,建立了生物质冷热电联供系统的成本分摊模型,得到了不同运行工况下的电、冷冻水(供暖热水)和生活热水的成本。通过对比分析,发现基于能品位的成本分摊方法更能体现优质优价的定价原则。     

考虑冰蓄冷空调多模式的工厂综合能源系统多能协同优化模型

综合能源系统(integrated energy system,IES)是实现多能耦合与能量梯度利用的关键技术。工厂是包含多种能源形式的复杂能源系统,存在较大的优化空间。文章针对工厂IES提出一种考虑冰蓄冷空调多种工作模式的多能协同优化模型。首先介绍工厂IES供能架构,并对IES中的各类设备进行建模。然后,以运行维护成本、购电成本、燃料成本和储能折旧成本构成的日运行费用最低为优化目标,在冷热电功率平衡约束以及设备物理约束下,采用混合整数线性规划法对模型进行求解。算例分析表明,多能协同优化策略能够有效减少工业用户的运行费用,设备的不同工作模式也将影响工厂的供能策略。优化模型可根据工厂设备工作模式不同,提供更加准确的优化策略,在工程实际中具有很好的参考价值。     

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。     

考虑电能交互的冷热电多微网系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型微网接入同一区域配电网,形成以配电网为核心的冷热电联供型多微网系统。当冷热电联供型多微网间通过联络线进行电能交互时,给传统的多微网系统优化调度问题带来了挑战。在分析典型冷热电联供型微网供能结构的基础上,研究供用储设备间的冷热电能流动关系和设备的数学模型,建立考虑微网间电能交互的冷热电联供型多微网系统优化经济调度模型。通过天津中新生态城算例,分析各个冷热电联供型微网中设备出力和冷热电负荷平衡情况,与多微网间不存在电能交互时的优化调度进行经济成本、CO₂排放量和各微网与电网交易电功率值的比较,与传统冷热电联供系统“以热定电”和“以电定热”运行方式下多微网系统的总运行成本进行对比,验证所提模型的经济性、环保性和有效性,并对微网间交易电价的制定做进一步研究。     

计及综合能效的电-气-热综合能源系统多目标优化调度

为了充分挖掘综合能源系统(IES)用能侧的用能潜力以进一步提高能源利用效率,提出一种IES多目标优化调度模型及求解方法.兼顾供能侧与用能侧的协同优化,建立了考虑综合需求响应的综合能效模型并引入优化目标,以系统经济成本最低与综合能效最高为目标建立了电-气-热IES多目标优化调度模型.采用Charnes-Cooper变换对综合能效目标进行线性化,从而实现分式规划问题的准确快速求解,并使用改进ε-约束法得到Pareto前沿集.算例采用修改的IEEE 24节点电力系统、比利时20节点天然气系统与14节点热力系统的耦合系统,对4种场景下的系统经济成本与综合能效进行分析.结果表明,所提模型能够引导电力用户与多能用户合理选择综合需求响应行为,通过供需双侧的协同优化进一步提升IES整体能效,并验证了优化调度结果对于平衡IES经济、高效运行目标的可行性.     

计及热网蓄热特性的多区域综合能源系统多元储能规划EI北大核心CSCD

面向基于冷热电联供系统和热网构建的多区域综合能源系统(integrated energy system,IES),该文提出计及热网蓄热特性的多区域IES多元储能规划方法。首先,基于能量守恒方程推导热网蓄热模型,以量化热网的缓冲能力;在此基础上,以年综合成本最小为目标,建立计及热网蓄热特性的多区域IES多元储能规划模型;然后,针对区域互联热网管道流量变化导致模型非凸的问题,利用凸包方法将模型转凸,并设计自适应求解策略,提出凸包自适应优化算法以实现模型的有效求解。最后,天津某实际多区域IES的规划仿真和分析验证了该文所提模型和算法的有效性。     

含风光储及热泵的CCHP系统配置优化研究

燃气冷热电联供系统(Combined,Cooling,Heating and Power,CCHP)设备容量及运行策略的整体优化对冷热电联供系统的高效经济运行至关重要。为提高冷热电联供系统的综合性能,提出了一种计及风光储与热泵的冷热电联供系统,采用考虑不同权重因子的综合评价指标,利用建筑模拟分析软件DeST建立山东某区域建筑的建筑模型,得到冷热电风光负荷数据,以综合性能指标为优化目标,采用混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)算法对系统进行优化配置,并与无风光的冷热电联供系统及分供系统进行比较,研究结果表明,本系统综合指标优化结果比分供系统提高47.8%,比常规CCHP系统综合性能提高19.5%。     

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。