考虑需求响应和能量梯级利用的含氢综合能源系统优化调度

为了促进海上风电并网消纳并提高沿海含电转气（P2G）工业园区运行能效,文中提出了一种考虑综合需求响应和能量梯级利用的含P2G综合能源系统优化调度方法。首先,构建含P2G综合能源系统架构。其次,针对系统风电消纳问题,提出多能负荷削减转移与能源耦合转换相结合的综合需求响应模型。然后,针对系统能效较低的问题,挖掘系统能量耦合及梯级利用关系,建立含P2G的各能量耦合设备的梯级利用模型,结合氢能实际使用需求,实现氢能高品位使用。最后,计及风电出力预测误差,以系统运行成本最小为目标,采用综合能源利用率及碳排放量为量化指标,构建综合能源系统随机优化调度模型。仿真算例验证了所提方法的有效性。     

面向终端能源互联网的能效优化调度

实现能源的高效清洁供给是中国发展的当务之急,为了提高能源利用效率和消纳可再生能源,提出了面向终端能源互联网的能效优化调度模型。针对终端能源互联网多能流特性,引入(火用)的概念并计及系统并网和接入可再生能源的影响,提出了适用于终端能源互联网的新指标—能源利用(火用)效率,建立了相应的能效优化调度模型,通过算例验证了该指标和模型的合理性与优越性。结果表明：能源利用(火用)效率能更加准确地反映终端能源互联网对于能源的高效利用程度;能效优化调度可以促进能量的梯级利用和节能减排,且该调度方法与经济调度的优化结果存在一致性,有助于在增量配电网区域指导终端能源互联网外购电价的制定。     

计及综合需求响应不确定性的园区综合能源系统优化运行模型

综合需求响应(IDR)能够提升园区综合能源系统(PIES)的运行经济性、灵活性和可靠性,实现PIES供需双侧的协同效益.针对PIES实际运行中的IDR不确定性问题,提出了计及IDR不确定性的PIES优化运行模型.首先,分别建立基于消费者心理学原理的可转移电负荷和可替代负荷响应不确定性模型.然后,根据热用户温度感知模糊性...     

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。     

基于数字孪生与动态能效模型的综合能源系统实时优化调度策略

传统综合能源系统(integratedenergysystem,IES)的日优化调度由于设备建模过于简化、预测模型精度低、信息捕获与传输不及时导致能源利用率低、经济与社会效益差。为解决上述问题，文章提出一种基于数字孪生与动态能效模型的综合能源系统实时优化调度策略。首先，针对传统预测方法精度不足的问题，构造长短期记忆神经网络与相似日气象搜索算法相结合的组合预测模型；其次，考虑到设备能效系数易受负载率及环境因素的影响发生扰动，建立设备的动态能效模型；然后，分别建立系统的物理模型与数字孪生体，通过环境、负荷等各项孪生数据，进行新能源机组出力与负荷的预测及IES实时优化；最后，基于Cloudpss平台建立园区综合能源系统测试模型，验证所提策略的有效性。结果表明，所提策略能实现信息的实时捕获与传输、提高模型计算精度，在兼顾运行成本的前提下提高能源利用率，对实际工程具有指导意义。     

园区与区域能源互联网需求互动的动态协同优化运行分析

能源互联网在资源禀赋、运行调度、效益需求、能量管理等多要素驱使下产生多维度的分层现象,在考虑下层园区与上层区域能源互联网需求互动背景下,首先提出典型下层园区与上层区域能源互联网需求互动分层基础结构,阐述了分层能源互联网结构中多能源生产、转换、传输、分配、消费系统的基本流程;然后,针对下层园区能源互联网高能效运行需求、上层区域能源互联网高经济运行需求,分别对应提出下层园区能源互联网火用效率能效动态协同优化运行模型、上层区域能源互联网经济动态协同优化运行模型;其次,将火用效率能效、经济多目标优化问题映射到合作博弈策略中,并分别设置各个单目标为合作博弈的参与方,进而提出基于合作博弈的分层协同优化求解方法;最后,通过算例分析对比验证了下层园区与上层区域能源互联网需求互动的动态协同优化运行分析模型及方法的合理性、有效性。     

考虑电热柔性负荷与氢能精细化建模的综合能源系统低碳运行

在能源转型及“碳达峰、碳中和”目标背景下,构建以氢能为能量转换媒介的综合能源系统(integratedenergy system with hydrogen energy,H2-IES)具有减少环境污染、提高能效水平的重要意义。为充分发挥氢能在综合能源系统中的效用,提出一种考虑电热柔性负荷及氢能精细化建模的H2-IES低碳运行方法。首先,分析了氢能利用机理,建立了氢能利用的精细化模型;其次,考虑电/热负荷柔性用能特征,及柔性负荷参与负荷调节对系统优化运行的影响,建立了电/热柔性负荷模型;最后,综合考虑系统外购能、运维、碳惩罚、柔性负荷调节补偿成本,以总运行成本最低为目标,提出H2-IES低碳优化运行模型。算例结果证明,相对于传统线性化建模及热电联产供能方式,所提H2-IES优化模型及策略能够有效降低运行成本、减少碳排放,具有较高的经济性与环保性。     

考虑共享储能的社区综合能源系统协同优化研究

以综合能源系统为核心的能源互联网是解决能源危机和环境污染问题的一个重要途径。以社区综合能源系统为研究对象,提出了包含共享储能、热电联供以及光伏电源等设备的用户协同优化模型。首先,建立社区综合能源系统中重要设备及负荷的模型;其次,分别建立用户电网购电费用、社区运行商购能费用、储能系统租赁费用等模型,并以此建立以用户整体经济性最优作为目标的协同优化模型;再次,基于用户日能耗量对整体费用进行合理再分配;最后,利用具体算例对所提模型进行有效性分析。算例结果表明,所提方案有助于用户合理优化用能安排,从而降低用能费用。     

考虑电池寿命损耗的园区综合能源电/热混合储能优化配置

针对园区综合能源系统(PIES)储能容量优化配置问题,为提升PIES规划-运行经济性,提出了考虑电池寿命损耗的PIES电/热混合储能优化配置方法.首先,构建了适用于PIES规划问题的电池寿命损耗模型,用于量化评估电池寿命损耗;进而,在考虑PIES多能互补特性基础上,引入电池置换成本体现电池寿命损耗的长期影响,以电/热混合储能投资置换成本与运行成本等年值最低为目标函数,建立了PIES电/热混合储能容量双层优化配置模型;最后,通过算例验证了文中混合储能配置方法对系统规划-运行经济性、电池使用寿命的提升效果,并比较分析了电/热混合储能与单一储能对系统规划-运行经济性和电池使用寿命的影响.     

考虑围护结构特性的低碳养殖场优化调度方法

为降低规模化养殖业用能成本及碳排水平,提出了考虑围护结构动态特性的低碳养殖场综合能源系统优化调度方法。首先,从“源-网-荷”全环节构建了低碳养殖场的综合能源系统模型,并通过线性化处理以提高求解速度;为了挖掘我国北方冬季养殖场热负荷的灵活性调节能力,建立了牲畜舍围护结构的热动态模型,可在保证牲畜温度舒适度的前提下,通过动态调整流经牲畜舍内散热器的水流量,参与系统运行调度;进而,以养殖场综合能源系统运行成本最小化为目标,构建了养殖场综合能源系统的优化调度模型;采用一个典型养殖场综合能源系统算例对所提方法进行验证。结果表明,基于所提方法得到的优化调度方案可最大限度利用养殖场中的沼气资源进行电能和热能的联合供给,同时通过对养殖场热负荷灵活性的利用可有效降低养殖场综合能源系统的运行成本。     

基于能源路由器的能源互联网结构及能源交易模式

能源互联网是解决未来大规模分布式可再生能源接入和能源共享的重要基础设施。立足于建设能源互联网的根本目标,指出了能源互联网的特征,提出了一种基于能源路由器的能源互联网结构;提出了一种层次化功能结构的能源路由器,能够支持分布式电源、电动汽车和负荷的接入,详细介绍了能源路由器的各功能模块;提出了一种具有多电力接口模块化的能源路由器主回路结构;提出了一种基于能源路由器的能源交易模式,既能实现能源自由公平的交易,又能够自动实现分布式能源就地、就近消纳,并详细介绍了能源交易过程。     

节能导线电能损耗特性分析及节能效果对比研究

电能损耗是架空输电线路导线选型的重要参考依据,其决定了导线尺寸、电气性能、机械性能、使用条件等关键指标。电能损耗的方式主要有电阻损耗与电晕损耗,其中电阻损耗又包括直流电阻损耗、集肤效应损耗和铁损。本文主要对比分析了钢芯高导电率硬铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度铝合金绞线以及以往使用的普通钢芯铝绞线中各种损耗所占的比例,为不同使用环境下的导线选型及设计提供数据参考。     

节能调度下的广义能耗

电力系统运行的安全、经济、节能是智能电网建设中的重要指标。为达到节能的目的,越来越多的地区实施了新型的节能调度运行方式。这一调度方法的实施,带来了系统潮流、各机组运行成本和网损的变化。针对现有节能调度方法中,仅按机组实际煤耗排序,不能完全反映各机组所有能耗的问题,提出在节能调度下电力系统的广义能耗概念。并对广义能耗的折算方法进行了研究,包括采用复功率分配原理将网损向煤耗的折算,和机组启动成本向煤耗的折算,并分析按广义能耗替代传统煤耗对节能调度排序产生的影响。最后通过IEEE 30节点算例和河北南网实际系统中的计算,验证了该广义能耗折算法的合理性和有效性。     

考虑短时供能的综合能源系统能源最大化利用

研究了综合能源系统脱网情况下短时间尺度内的能源最大化利用问题。首先针对孤网下重要负荷短时供能需求，提出了多能流协调的触发式调度策略。该策略将整个系统划分为风光储发电系统和冷热联供系统，并按照能源最大化利用的原则制定了各供能设备的出力优先级。在此基础上，针对风光储发电系统，制定了多储能单元协调的功率分配策略，各储能单元按照可调度容量之比进行充/放电，在短时间内最大化利用各储能单元的容量。针对冷热联供系统，制定了燃气机预留最小电功率PQ.Lmin动态设置方法，根据不同时段供用能情况动态调整PQ.Lmin的大小，保持燃气机始终运行在最高效状态，最大限度输出冷/热/电能。算例分析结果表明：所提策略可以在短时间内充分利用多种供能设备，有效延长供能时间，实现能源在短时间内的最大化利用。     

Supercapacitor Energy Storage for Wind Energy Applications

As wind energy reaches higher penetration levels, there is a greater need to manage intermittency associated with the individual wind turbine generators. This paper considers the integration of a short-term energy storage device in a doubly fed induction generator design in order to smooth the fast wind-induced power variations. This storage device can also be used to reinforce the dc bus during transients, thereby enhancing its low-voltage ride through (LVRT) capability. The topology is evaluated in terms of its ability to improve the performance both during normal operation and during transients. Results show that when storage is sized based upon the LVRT requirement, it can effectively damp short-term power oscillations, and it provides superior transient performance when compared with conventional topologies     

高能量密度的电容器

本文简要介绍了高能量密度的超级电容器（UItra capacitors）的主要特点、基本结构及应用领域。     

高能量密度的电容器

本文简要介绍了高能量密度的超级电容器 (Ultra capacitors)的主要特点、基本结构及应用领域     

能源互联网中基于区块链的能源交易

区块链技术是比特币的底层技术,具有公平、透明及去中心化的特点。能源互联网具有开放互联、以用户为中心和分布式对等共享的特点,且其能源交易模式也将由集中式向分布式发展。区块链技术的特点使得其天然地适用于能源互联网中的能源交易。首先对现有能源系统下的能源交易特点及在能源互联网下实施新型能源交易模式需要解决的难点进行了分析;然后,基于现有研究和分析设计了一种基于区块链的3层能源交易架构,并引入弱中心化的管理方式,以应对去中心化带来的问题;最后,对区块链在能源交易中应用需要解决的问题和面临的挑战进行了分析。     

可再生能源发电中的储能技术

可再生能源发电是一种新兴技术,但存在供电有间歇性以及供电不稳定的问题。储能技术是解决这一问题最有效的方法。本文介绍了储能技术,尤其是超级电容储能技术在可再生能源发电中的应用。通过在PSCAD下建模仿真说明了其在解决分布式发电电能质量等问题方面有很好的效果。     

考虑复合储能的综合能源系统能量模拟与优化调度

基于多能互补的综合能源系统是提升区域能源利用效率、优化资源配置的重要途径。以综合能源系统周期内运行费用最小化为目标函数,建立综合能源设备能量流矩阵模型,提出了一种结合动态规划与改进粒子群算法的方法。在同一负荷与能源价格设定下,采用横向对比方法分析了工况1无储能、工况2仅储热、工况3复合储热储冷设置下综合能源系统的优化情况,结果表明：工况3、工况2的运行费用相对工况1分别减少14.65%、5.92%,储能装置的存在对优化系统整体运行调度具有显著影响,同时减少了供能设备,在降低系统运行成本的同时还加强了系统的稳定运行。