基于复杂网络理论的区域综合能源系统可靠性评估

针对当前综合能源可靠性评估方法大多是面向微网系统,难以从系统拓扑结构角度分析区域综合能源系统可靠性的问题,建立了一种基于复杂网络理论的区域综合能源系统可靠性评估方法。首先,以区域综合能源系统作为研究对象,介绍了区域综合能源系统的基本结构,并分析了复杂网络理论应用的可行性;其次,通过对复杂网络内距离参数的改进,构建了包含网络特性的加权复杂网络模型;在此基础上,从系统网络拓扑的角度提出了包含节点以及系统整体的可靠性评估指标。最后,通过构建实际测试算例,验证了方法的有效性与适用性。文章探索了复杂网络理论在区域综合能源系统可靠性评估中的应用,可为未来区域综合能源系统的规划建设提供可靠性层面的指导。     

能源互联网路由策略研究

能源互联网将可再生能源技术与互联网技术相结合,实现分布式可再生能源的大规模利用与分享。针对在以"能源路由器"为基础、以"微电网"为结构单元的能源互联网中,存在大规模、频繁的能量与信息转移传输现象,即能量信息流的"路由"问题,基于能源互联网理想路由模型,利用复杂网络理论,提出3种路由策略,解决3种考虑不同因素下的能量信息流路由问题。针对"能量传输拥塞"问题,提出基于边权的路由策略;针对"能量负载均衡"问题,提出基于网络邻节点负载的路由策略;在同时考虑"能量传输拥塞"和"能量负载均衡"影响下,提出联合路由策略,并通过仿真实验证明了该策略的可行性与有效性。     

区域综合能源系统电/热云储能综合优化配置EI北大核心CSCD

随着我国电力市场逐渐开放,用户向产消者角色不断过渡,多种能源互补程度加深,云储能商业模式或将成为未来用户侧储能的新形态。提出将云储能这一商业模式应用于综合能源系统电/热储能的综合优化配置问题。首先,分析云储能特点,建立含云储能的能源集线器结构,分析其输入输出的转化关系。然后,提出基于双层规划模型的区域综合能源系统电/热云储能优化配置方法。内层从用户的角度出发,优化所有用户电/热储能需求;外层从云储能提供商的角度出发,整合内层求解得到的所有用户储能需求,综合优化云储电和云储热配置。最终,将模型应用于3个不同场景并利用CPLEX求解,算例结果验证了云储能模式下进行电/热储能的综合优化配置能够有效节约储能资源,减小成本;并且,用户、云储能提供商、电网和热网将实现互利共赢。     

新一代信息能源系统:能源互联网EI北大核心CSCD

"互联网+"技术正逐渐渗透能源行业,并推动智能电网与能源网深度融合。从多耦合能量流的随机动态特性、广域互联网信息资源的整合能力、能量-信息流的互作用特性3个方面分析智能电网与能源网融合背景下,能源互联网所构建的新一代信息能源系统(CES)的形态特征;并以CES建模、系统分析方法、控制方法 3个核心技术为对象,概述CES在智能电网中的发展概况,进而提出相关核心技术在新一代CES中的发展挑战。     

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。     

“分布式能源系统”专题征稿启事EI北大核心CSCD

为满足我国节能减排重大需求,实现能源可持续发展,需要调整能源结构,实现能源生产与消费方式的革命。新型能源系统将能够实现能源效率、能源环境、能源结构、能源安全的协调发展,建立以节能环保、可再生能源、低碳技术为支柱的能源可持续发展体系,推动能源革命与信息革命融合的第三次工业革命。其中,基于天然气和可再生能源的分布式能源系统是未来新型能源系统的重要形式。     

基于复杂网络理论的电力通信网加边保护策略

基于复杂网络理论,对华中电力通信网进行了网络建模和拓扑统计特性分析,得出华中电力通信网是一个典型的无标度网络的结论。其结构特点造成华中电力通信网对随机攻击具有较强的鲁棒性,而在蓄意攻击尤其是高介数节点攻击下十分脆弱。针对华中电力通信网的结构特点,从连通脆弱性和网络效率2个角度,对比了随机加边策略、低度数节点加边策略、低介数节点加边策略和代数连通性加边策略对华中电力通信网鲁棒性的影响,研究表明:上述加边策略可以有效地提高华中电力通信网的鲁棒性,低度数节点加边策略在保护效果及计算效率上明显优于其他3种策略。     

多能源互补分布式能源系统集成研究综述及展望EI北大核心CSCD

分布式能源系统是能源革命发展的重要载体和推进手段,将在未来能源体系中占据重要地位;同时多能源互补是其发展的主要方向和关键特征,开展多能源互补分布式能源系统相关研究对我国的能源转型具有重要的意义。该文从资源量化表征与需求预测、多能流建模、系统集成与规划、运行优化与主动能量调控、以及能源系统综合评价等5个方面对多能源互补分布式能源系统集成的发展现状进行分析,探讨未来可能的发展趋势和面临的挑战,为多能互补分布式能源系统未来基础及应用研究和行业发展提供一定的参考和建议。     

基于多能源网络路由算法的区域能源广域网协同规划

能源路由器作为能源互联网相关技术应用的重要载体,可以实现能源局域网内部或能源互联网之间能量与信息的互联、交换和路由。该文基于虚拟能源路由器技术对含有多个能源路由器构成的区域能源广域网进行了设备容量和网络路由的规划。首先,介绍能源路由器基本概念,并提出能源传输转换扩展模型;其次在混合潮流模型和能源路由器能源传输转换扩展模型的基础上,构建虚拟能源路由器的多能耦合关联模型,并在虚拟能源路由器的概念上提出虚拟能源路由器路由算法的概念;最后,提出基于路由算法的区域能源广域网各能源路由器元件容量规划和能源网络路由规划的方法。算例表明,基于路由算法的规划方法可以得到能源路由器内部能源设备的容量规划和能源广域网能源网络路由规划结果,同时提升区域能源广域网的能源、环境及经济效益。     

含能源路由器的交直流网络潮流计算模型及可行解求取

基于电力电子技术的能源路由器是能源互联网中的关键设备。在分析电力网络能源路由器结构的基础上,提出了计及多种控制方式、适用于多种运行环境的能源路由器稳态计算模型,构建了含有能源路由器的交直流混合网络潮流计算模型,提出了考虑能源路由器调控能力求解混合网络潮流可行解的方法。基于改进的IEEE 30节点系统,验证了提出的能源路由器潮流计算模型和可行解求取方法的正确性和有效性,该模型和求解方法能满足能源路由器不同控制方式的需求,可适应交直流有源或无源网络。     

混合CVaR-IGDT的区域综合能源系统扩展规划模型EI北大核心CSCD

区域综合能源系统的规划问题主要面临短期可再生能源出力和长期负荷增长两类不确定性。鉴于长期负荷增长不确定性预测精度较低,采用信息间隙决策理论来处理冷热电负荷增长的不确定性;鉴于可再生能源出力概率刻画较为准确,采用条件风险价值理论来控制规划方案应对风电光伏短期不确定性的适应性;进而提出了一种同时考虑短期和长期不确定性的区域综合能源系统扩展规划模型。最后,以长沙某一实际多区域综合能源系统为例,验证了所建模型的有效性,可通过调节规避系数和风险偏好系数实现对2类不确定性的有效管理。该模型能够为规划人员提供有效的定量依据。     

基于数据管护理论的能源互联网数据资产治理方法及关键问题研究EI北大核心CSCD

随着数据经济时代的到来,能源互联网中积累的海量数据资产将成为助力能源安全新战略以及能源电力企业发展新动能打造的关键要素。作为一种用于信息资源治理的模式,数据管护理论的应用可为能源互联网下数据资产治理水平提升提供相应借鉴与参考。在概述与分析数据管护理论概念与应用场景特征的基础上,论证了数据管护理论与能源互联网的兼容性,并考虑能源互联网数据资产治理的特点,构建了贯穿数据全生命周期的能源互联网数据管护体系。最后,基于所提出的数据管护体系,进一步分析研究了能源互联网数据治理过程中的关键问题。     

基于分布式电源的能源路由器设计研究

随着大量的分布式电源接入电力系统中,逐渐改变着传统电力系统的结构和运行模式。能源互联网作为未来电网发展的必然趋势,日渐受到政府和专家的重视,成为了当前的研究热点问题。作为能源互联网关键接口设备,能源路由器具有统一电能接口和通信接口的特点。设计了一种基于分布式电源的能源路由器结构设计。将能源路由器划分为核心控制通信部分和能量传输部分。主要针对能源路由器的能量传输部分进行了全面分析设计,通过构建直流交流双母线动态互动的方式来实现供电的高效、稳定和节能的目的。针对能源路由器的电能传输部分进行了建模与仿真。通过仿真结果验证系统的交流侧和直流侧供电稳定性和电能质量满足目前分布式接入和电力系统运行电能质量的要求。     

基于MFOA-GRNN模型的年电力负荷预测EI北大核心CSCD

精确的年电力负荷预测为电力建设和电网运行提供可靠的指导。受多种因素的影响,年电力负荷曲线呈现出非线性特性,因此年电力负荷预测问题的解决需要建立在非线性模型的基础之上。广义回归神经网络（GRNN）已被证明在处理非线性问题上是非常有效的。该网络只有一个扩展参数,如何确定适当的扩展参数是使用GRNN进行预测的关键点。提出了一种将多种群的果蝇优化算法（MFOA）和GRNN相结合的混合年电力负荷预测模型,用以解决上述问题。其中,MFOA用作为GRNN电力负荷预测模型选择适当的扩展参数。最后通过模拟实验数据分析,MFOA-GRNN模型的年电力负荷预测平均绝对百分比误差为0.510%,均方误差为0.281。并且将其结果与差分进化的支持向量机模型（DE-SVM）、粒子群优化的GRNN模型（PSO-GRNN）、以及果蝇优化的GRNN模型（FOA-GRNN）的预测结果进行了比较。最终得出,文中所提出的MFOA-GRNN模型在年电力负荷预测中的预测性能优于上述3种模型。     

基于个体优化和系统多能互补的光热电站优化配置方法EI北大核心CSCD

随着各类新能源发电技术不断成熟,新能源装机比例大幅提升,电源结构持续优化。光热作为一种可再生资源,具有灵活的调节能力,与其他电源具有良好的互补发电效益,但其高昂的成本成为影响其发展的主要因素。首先基于光热电站面向规划的外部特性,提出了光热电站个体优化配置方法,实现其个体经济性最优。在此基础上进一步分析了光热电站与其他类型电源的互补特性,建立了综合考虑区内新能源发电量占比及联络线外送需求的互补发电系统的容量优化配置模型,实现互补系统效益最大。最后,以实际系统的改进算例验证了所提方法的合理性与可行性。     

基于能源路由器的用户侧能源互联网规划

针对能源系统规划中未充分考虑多个分布式能源系统互联及电/热/冷能流协调运行的现状,研究基于能源路由器的用户侧能源互联网规划方法。梳理了用户侧能源互联网的系统结构,建立各类能量单元的数学模型。以电/热/冷综合加权负荷矩最小为准则,采用Voronoi图、交替定位分配算法及"类内类间距离比最小"判据,提出了能源局域网划分和能源路由器选址方法。基于典型日各区域的时序负荷,以由投资、运行维护、燃料、买卖电和碳税5项成本构成的年费用最低为目标,考虑多能流协同互补和多路由器协调互济,建立0-1混合整数线性规划模型。采用商业软件Cplex求解,实现路由器配置和局域网间网络的同时规划;基于最小生成树实现局域网内供能路径优化,结合简易潮流计算结果和相关导则确定线路容量。算例仿真结果表明:所提出的分区、规划方法具备可行性和有效性;多能互补、多路由器互联能显著降低年费用并缓解多种负荷峰谷时段不匹配等问题;路由器与能源网络同时规划较分阶段规划更经济。     

面向用户需求的区域能源互联网价值形态研究框架及应用分析EI北大核心CSCD

以用户能源需求类型为导向,自底向上构建区域能源需求结构。首先,按照普惠用能、成本敏感性、质量敏感性、激励响应性和政策保障驱动性对用户用能行为进行了分类分析。根据供应价值链理论,从价值要素分析、价值载体设计、价值实现机制三方面构建了区域能源互联网价值形态研究框架,分析提炼涉及区域能源互联网价值形态研究的科学理论问题及关键技术。最后借鉴系统性思维方法论,建立"阶段-属性-价值"三维评价体系,在泛在连接、互动融合、智能化服务等不同发展阶段讨论了区域能源互联网价值应用场景,为能源云基础设施建设与连通提供理论指导。     

基于LSTNet-Skip的综合能源系统多元负荷超短期预测EI北大核心CSCD

随着用户侧用能需求多元化的发展,多元负荷的超短期预测对于动态的大型综合能源系统的规划和优化至关重要。为此,该文提出一种基于长期和短期时间序列网络的多元负荷超短期预测模型。首先采用卷积神经网络来提取多元负荷之间的局部依赖关系,然后使用长短期记忆网络捕获负荷序列的长期依赖关系,使用具有循环跳过结构的长短期记忆网络充分学习负荷序列的超长期重复模式,最后采用自回归层和全连接层进行组合预测。使用平均绝对百分比误差和均方根误差作为评价指标,利用美国亚利桑那州立大学坦佩校区综合能源系统数据集进行验证,并与3种负荷预测方法比较。实验结果表明,提出的预测模型均优于其他方法且有较高的预测精度。     

基于复杂网络理论的电力通信网脆弱性分析

以复杂网络理论为基础,对电力通信网进行拓扑建模、基本参数计算和网络特性分析,对于确保电力系统安全运行和加强电网健壮性有重要影响。针对电力通信网的业务特点,依据度数、介数指标找出网络脆弱点,修改传统效能函数,并以此函数作为衡量网络脆弱性的指标,确定网络脆弱点。最后,以某2个实际电力通信网为例进行了网络特性分析,针对不同故障模式对其进行攻击脆弱性仿真。根据仿真结果,分析了异构网络的本质脆弱性,总结了影响电力通信网脆弱性的因素。     

计及综合能源服务商参与的电力系统低碳经济调度EI北大核心CSCD

针对包含电力、热力、天然气负荷的综合能源服务商在电力市场与天然气市场中的可调度价值,建立了一种考虑综合能源服务商响应的电力系统低碳调度模型。首先,提出了计及能源转换装置运行成本及碳排放量的综合能源服务商优化调度策略;然后建立了电力–天然气联合市场运行机制;最后在市场环境下建立了电力、天然气、综合能源服务商的联合优化模型,并通过交替方向乘子法进行求解。算例分析表明,在电力、天然气市场中考虑综合能源服务商响应可以降低电力系统的碳排放量以及整个系统的运行成本,碳交易机制及综合需求响应是从发电侧和负荷进行碳排放管理的有效手段。