计及生物质能的热电联供系统经济运行优化策略

为提升我国农村地区生物质能利用效率,借助热电联供(CHP)系统高用能效率优势,给出一种计及生物质能的CHP系统经济运行优化策略.在考虑了运行功率及容量约束下,对生物质能燃气发电、光伏发电以及储能电池等的运行成本进行建模分析,将CHP系统运行经济性优化转化为求解最小系统运行成本问题.在优化问题求解过程中,为提升传统粒子群...     

基于柔性电热负荷需求响应的热电联供微电网双层优化

在大力发展可再生能源的背景下,为协调上层综合能源系统与下层电热负荷需求之间的利益关系。首先,提出一种动态定价机制,深入探索上下层潜在交互能力,系统上层给出各类能源价格,价格传递给下层后,由下层优化各机组出力,实现多利益主体互利共赢。其次,通过考虑柔性电负荷和柔性热负荷灵的综合需求响应能力,实现可再生能源更好的消纳。最后,采用CPLEX对双层模型迭代求解,验证所提模型及算法的有效性。     

可再生能源与热电联供混合微网能量协调优化

针对可再生能源与热电联供混合微网的能量协调优化,基于对可再生能源、微型燃气轮机以及储能等典型分布式能源的功率响应特性分析,提出多时间尺度的能量协调优化方法,即通过"时""分"以及"秒"时间尺度的能量协调完成混合微网运行优化:"时"时间尺度优化策略制定各分布式能源合理的机组组合方式以及运行发电计划;应用改进型欧拉滑动平均预测模型,提取混合微网功率波动的快慢变化过程,进一步优化各分布式能源"分"和"秒"时间尺度的功率输出。对所述混合微网能量协调优化策略进行了仿真分析与实验研究,验证了协调优化策略的有效性和可行性。     

分布式供能站热电特征设计

列举了中国分布式供能系统的应用情况,介绍了中国分布式供能站的发展现状。以某分布式供能站为例,介绍建筑原有接线情况和主接线方案以及热负荷状况,阐述热电设计的设想,并对包含机组选型、燃料系统、热力系统热工控制等各方面情况进行了详细介绍。     

基于多能互补的热电联供型微网优化运行

热电联供型微网(CHP-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,也对其运行优化带来了挑战。利用供需双侧电、热能的互动互补关系,在供给侧采用储能装置实现联供设备的热电解耦,通过各能源转换设备提升系统多能源的供应能力。在需求侧对负荷类型进行分类,利用电负荷的弹性和系统供热方式的多样性,构建含电负荷时移、削减响应及热负荷供能方式响应的综合能源需求响应模型,并提出响应补偿机制。在此基础上,以系统运行成本与响应补偿成本之和最小为目标,综合考虑供需双侧设备运行和可调度负荷资源约束,建立基于多能互补的CHP-MG优化运行数学模型。基于算例的仿真结果和对比分析表明:考虑多能互补的供需双侧协同优化能有效提高系统供能的灵活性以及运行经济性。     

考虑热电综合利用的光伏储氢独立供能系统容量优化配置

青藏高原广大边远地区受地理限制和气候因素影响,能源供给问题长期无法有效解决。考虑到当地气候高寒、光照充裕、负荷分散等特点,结合氢能无污染、零碳排、高热值的优点,提出了光伏储氢独立供能系统的基本架构,以实现高寒条件下热电负荷的综合供应。并建立了含电解槽、储氢罐、燃料电池的储氢系统热电联供模型,充分挖掘储氢系统热电联储联供潜力。在此基础上,进一步提出了光伏储氢独立供能系统的容量配置模型和优化方法,并通过算例对比分析了光伏储氢独立供能系统与现有的光伏蓄电池独立供能系统的性能差异。仿真结果验证了本文所提光伏储氢独立供能系统方案的可行性。研究成果有望为青藏高原边远地区分布式清洁供能提供新的思路和方法。     

考虑热电综合利用的光伏储氢独立供能系统容量优化配置

青藏高原广大边远地区受地理限制和气候因素影响,能源供给问题长期无法有效解决。考虑到当地气候高寒、光照充裕、负荷分散等特点,结合氢能无污染、零碳排、高热值的优点,提出了光伏储氢独立供能系统的基本架构,以实现高寒条件下热电负荷的综合供应。并建立了含电解槽、储氢罐、燃料电池的储氢系统热电联供模型,充分挖掘储氢系统热电联储联供潜力。在此基础上,进一步提出了光伏储氢独立供能系统的容量配置模型和优化方法,并通过算例对比分析了光伏储氢独立供能系统与现有的光伏蓄电池独立供能系统的性能差异。仿真结果验证了本文所提光伏储氢独立供能系统方案的可行性。研究成果有望为青藏高原边远地区分布式清洁供能提供新的思路和方法。     

多能信息交互支撑的综合能源协同优化调度对综合供能可靠性影响分析技术

多能信息互联打通了不同能源系统间的信息交互通道,使跨系统的能源综合调度成为可能,进而可实现紧急状态下的多能相互支撑,为综合能源系统整体供能可靠性的提升提供了新的手段。以能源集线器(energy hub,EH)作为信息集成与多能交互的核心,建立多能信息互补优化方法,对多能协同过程进行精准刻画与通用计算;在此基础上提出了基于影响增量的可靠性评估方法,整合事故发生概率与负荷削减信息,得到量化可靠性指标;进而,提出了协同优化、多能互补对系统供能可靠性的影响分析技术。在算例分析中验证了所提方法的精度和效率,合理的多能协同模式能够提升系统可靠性,还可促进可再生能源的高比例接入。     

考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置

在区域综合能源系统中配置多种储能装置可提高系统的经济效益,是区域综合能源系统规划的重要研究方向。基于区域综合能源系统的基础架构和模型,研究了蓄冷、储热、储电和混合储能在冷热电联供(CCHP)机组和电制冷等设备多能互补协同运行情况下的盈利策略,讨论了系统配置不同储能的经济性和可行性,建立了全寿命周期的冷热电储能调度规划双层优化模型,并利用确定性迭代算法进行求解。针对某实际区域综合能源系统的多个供能季不同日负荷曲线,应用双层优化模型求解运行调度方案和储能配置容量。算例结果表明:配置蓄冷和储热在多能互补协同运行系统中有较大的盈利空间,而配置储电的利润空间较小,且考虑多能互补的混合储能方法可以进一步挖掘系统的盈利能力。     

分布式供能系统的运行分析及优化研究

分布式供能系统是指以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近,可将燃料同时转化成电力、热水或蒸汽以及冷水的高效能源供应系统。由于这种能源利用方式还处于发展阶段,真正有效利用、提高能源综合效率仍需要不断探索。本文在分析分布式供能系统运行数据的基础上,对供能系统进行优化研究。     

含电转气的热电联产微网电/热综合储能优化配置

电转气技术提升了多能源系统运行的灵活性,在此背景下,针对综合能源系统中电/热综合储能配置优化问题研究不足的现状,构建了包含电转气装置的热电联产微网电/热综合储能优化配置模型,提出包含电/热储能系统额定容量和功率的配置方法。首先考虑用户侧电能替代,建立随机“以电代热”负荷模型,并以此修正负荷曲线。其次针对成本、供能可靠性和新能源接纳率的多目标,并计及电储能寿命的折损,构建双层优化模型,外层为配置优化,内层为运行优化。基于内层模型的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的附加约束,将双层模型转化为单层模型,调用Gurobi求解器对模型进行求解。最后,算例验证了所提模型的正确性,并对比分析了电转气技术对储能系统优化配置的影响。     

冷电联供分布式供能系统能量优化管理

提出了一种冷电联供分布式供能系统的能量管理优化模型.该模型根据示范点各大楼的冷、电负荷预测延时变化曲线,按照经济最优原则制定微型燃气轮机的发电计划.优化模型不仅考虑了冷电联供系统与大楼电制冷空调的运行配合问题,还计及了电网购电价格、燃气价格和微型燃气轮机上网发电价格等因素对经济运行的影响.选取典型月份的冷、电负荷预测数据进行优化计算,并对部分优化结果进行调整,结果表明,根据所提出的模型制定的微型燃气轮机发电曲线能够满足示范工程对系统运行经济性和一次能源高效利用的指标要求.     

基于数据驱动可调鲁棒的冷-热-电联供综合能源系统日前调度优化

冷-热-电联供综合能源系统(integrated energy system with combined cool,heat and power system,IES-CCHP)能够就地消纳分布式风电、光伏,也能够同时满足系统内电动汽车用户的充电需求.然而,电动汽车充电需求、风电出力、光伏出力的随机性严重影响了IES-...     

基于供热发电分析的配煤优化方法

为达到多热源供热系统的热电厂经济运行和节能减排的目的,同时使配煤结果更具有科学性和实用性,将供热负荷分配和配煤掺烧过程纳入到一个系统内进行配煤优化.通过供热分析将热电厂和调峰锅炉的供热、发电量作为后续配煤优化模型的边界输入条件,同时考虑到不同煤源煤质波动所导致的区间不确定性问题,以我国北方某大型城市经济新区采暖期的热电厂和调峰锅炉配煤为案例,建立“以热定电”的热电厂-调峰锅炉联合不确定优化模型,并利用交互式区间算法进行求解.结果表明：该模型在达到供热发电、满足锅炉机组设备和环保要求的同时,也将配煤成本控制在合理范围内.配煤优化模型所得的最终优化混煤煤质较为稳定,在不同掺配煤种的优化区间解内,可根据实际情况为相关决策者提供合理的环境减排-经济成本配煤妥协方案.     

用户侧热电联产机组基于优化热点域的综合需求响应模型

随着综合能源系统的不断发展,用户侧热电联产机组（combined heat and power units,CHP）不断普及,对于降低用户用能成本、提高用户用能灵活性具有重要意义。用户侧燃气CHP能够在影响用户用能的前提下使用户具有综合需求响应能力,对于未来电力系统运行具有重要意义。文章结合抽凝式CHP在多能源系统中实际工作特点,提出了“CHP成本优势”的概念,即CHP与同等电热出力的“常规机组+电/热锅炉”构成的“等效CHP”之间运行成本差值。根据CHP不同运行状态“成本优势”的相对大小,从CHP电热运行域中进一步得到电热负荷的“优化热点域”。采用“优化热点域”顶点的线性组合,建立CHP在综合需求响应中的高效优化模型。算例表明,相比传统CHP电热运行域模型,所提出的模型能够减少综合需求响应优化决策的计算复杂度,从而提高计算效率。     

考虑风电出力不确定性的综合能源系统鲁棒优化

受风速的波动性和间歇性的影响,风力发电具有明显的不确定性特点,增加了电力系统调度运行难度。针对风电出力的不确定性,以系统总运行成本及弃风成本最优为总目标,考虑系统能量平衡、火电机组出力、燃气轮机出力、P2G设备出力等约束条件,采用鲁棒优化方法构建含P2G设备、冷热电联产机组及储能装置的综合能源系统鲁棒优化模型,采用24时段的算例通过Matlab软件中心YALMIP工具箱,通过CPLEX求解器进行求解,分析不同鲁棒参数及风电消纳率条件下,系统运行成本的差异。最后,仿真验证了所建模型的正确性和有效性。     

热电联产的发展

为了达到可持续发展的目的 ,人类应该合理用能。热电联产就是从同一能源同时生产电能 (或机械能 )和有用热能 ,它是燃料最经济的利用方式之一 ,具有广泛的发展前景。     

热电联产机组的供热盈亏分析及合理热价函数的确定

本文从热电厂的盈亏分析入手,找出了最佳的盈亏平衡点,从而给出热价函数和电价函数,在一定程度上解决了热价制定难的问题。     

多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战

有效能源的获取、转换、控制和利用是现代人类文明的核心,能源互联网作为能源系统的新一步革新,将分布式能量转化、存储装置和各类型负荷构成的冷、热、电、气等能源节点连接起来,以实现多种能量双向互补与集成优化。文中选取能源互联网在多能互补集成优化方面的关键技术为研究对象。首先,总结了近年来能源互补集成的研究现状。然后,以多能流混合建模为基础,对多能系统规划、智能调控、协同控制与互动、综合评估、系统信息安全与通信及能源交易和商业服务运行模式等关键技术和挑战进行归纳。最后,对未来能源系统在多能互补优化方面的研究进行展望,以期为多能互补、集成优化提供部分研究思路。