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。     

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。     

基于储能电站服务的冷热电多微网系统双层优化配置

随着储能技术的进步和共享经济的发展,共享储能电站服务模式将成为未来用户侧储能应用的新形态。提出基于储能电站服务的冷热电联供型多微网系统双层优化配置方法。首先,提出储能电站服务这种新型的共享储能模式,分析共享储能电站的运行方式和盈利机制。其次,将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统中,建立考虑2个不同时间尺度问题的双层规划模型,上层模型负责求解长时间尺度的储能电站配置问题,下层模型负责求解短时间尺度的多微网系统优化运行问题。再次,根据下层优化模型的Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件将下层模型转换为上层模型的约束条件,采用Big-M法对非线性问题线性化。最后,通过3个场景的算例分析验证所提双层规划模型的合理性和有效性,并证明所提出的共享储能服务能够有效降低用户成本,节约储能资源,实现用户与储能电站运营商的互利共赢。     

融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法

提出一种融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法。首先基于楼宇蓄热特性,构建了一种虚拟储能系统模型。进而,将虚拟储能系统集成到楼宇微网优化调度模型中,通过在温度舒适度范围内对楼宇室温进行优化调节,实现对楼宇虚拟储能系统的充放电管理。最后以夏季制冷场景为例,对两种典型楼宇微网算例进行经济优化调度分析。结果表明,所提融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法可以在保证温度舒适度的前提下充分发掘楼宇参与微网经济优化运行的虚拟储能潜力,可在一定程度上降低微网运行成本。     

冷热电联供型多微网主动配电系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型系统以微网群的形式接入主动配电网,微网和配网作为不同的利益主体在电力市场环境下的利益博弈,给传统的经济调度带来巨大挑战。在分析冷热电联供型微网中设备组成、能量流动关系的基础上,对各设备进行独立建模,并针对冷热电联供型微网中的负荷类型建立能量平衡约束条件。冷热电联供型多微网和主动配电网作为两个不同的利益主体,采用分布式建模方法,建立不同的经济优化目标,联络线电功率作为两者的耦合变量,等效为虚拟负荷和虚拟电源实现冷热电联供型多微网主动配电系统优化模型的并行求解。天津中新生态城的算例表明冷热电联供型多微网主动配电系统优化经济调度是有效的,能够实现两个利益主体的经济最优。     

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。     

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。     

含热泵和储能的冷热电联供型微网经济运行

冷热电联供型(combined cooling,heating and power,CCHP)微网能够实现多能源间优势互补和统一协调运行,是一种新型、高效的供能方式。为了分析热泵和储能装置的经济节能作用,在分时电价及微网并网运行的条件下,以调度周期内系统总运行成本最小为目标函数,建立了一个包含风机、光伏、燃料电池、CCHP系统、地源热泵及储能装置在内的微网运行优化模型,采用混合整数规划法对模型求解,并与常见的CCHP型微网优化调度模型对比分析。仿真算例表明:热泵和储能装置可以改变系统中冷、热、电的耦合关系,增强系统的灵活调节能力,具有显著的经济效益。     

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.     

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。     

考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度

冷热电联供(combined cooling,heating and power,CCHP)型微网中分布式可再生能源占比较高,风力发电因其随机性、波动性等特点,为CCHP型微网的优化调度带来了挑战。文章通过最小化系统期望运行费用,建立了一种考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度模型。基于截断通用分布模型精确描述风电出力的不确定性,通过蒙特卡洛模拟方法生成风电场景后,采用后向场景削减技术获取典型风电场景。通过天津某园区算例,从储能装置工作状态、弃风与供能缺额、微网运行经济性这3个方面进行了详细分析,验证了微网优化经济调度时采用截断通用分布模型表征风电不确定性的必要性和经济性。     

计及供热区域热惯性的多微网调度策略

冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)型微网可实现能量的梯级利用,提高能源利用率。建筑物的热惯性以及微网间的功率交互会对多微网系统的经济调度产生重要影响。针对含冷热电联供系统的多微网,首先建立了考虑供热区域热惯性及微网间功率交互的多微网经济调度模型。该模型以多微网系统经济性最优为目标,考虑了微网间的功率交互,并增加了散热器散热量作为控制变量,将传统热负荷平衡约束转化为室内温度满足人体舒适度要求。之后通过算例分析比较了不同运行方式下,微网中微源的运行情况和多微网系统的经济性。结果表明,综合考虑供热区域热惯性以及相邻微网间功率交互会改变微网中各微源的出力,提高多微网系统的经济性。     

基于可能度的冷热电联供微网区间优化调度模型

提出了含多种能量转换途径的冷热电联供微网非线性区间优化调度模型。首先,以充分利用光伏、风电等新能源为目标,确定了实现电冷、电热、热冷能量转化的灵活冷热电联供微网系统。然后以此系统为对象,针对光伏、风电、冷热电负荷随机性问题,考虑分时电价、环境效益等因素,建立以系统综合运行成本最低为目标的非线性区间优化模型。根据区间可能度模型,将不确定性模型转化为确定性模型,结合改进粒子群算法进行求解。最后通过算例验证了该模型的合理性、灵活性,并结合仿真结果分析了区间可能度和负荷波动对综合运行成本的影响。     

具有两种制冷方式的CCHP系统优化运行策略及其判别条件

基于冷热电负荷组合和满足制冷负荷的方式,将包含吸收式制冷和电动制冷的冷热电联产系统的运行空间分成4种状态,每种状态下有3种运行策略。基于冷热电联产系统的运行优化模型,采用库恩—塔克(KT)条件获得了4种状态下各个运行策略为最优策略的条件。基于最优运行策略的条件分析,一种新的同时满足冷热电负荷的运行策略被证明具有最优性质。分析表明,最优策略与负荷的特征、购电价格、天然气价格、冷热电联产系统的效率等因素有关,提出的最优策略判别式可基于这些因素得出最优的运行策略。基于冷热电负荷组合和实际系统的计算结果验证了所述最优运行策略条件的正确性。     

相变储热技术优化冷热电三联供运行

能源互联网是未来能源供应体系的重要发展方向,冷热电三联供实现了冷/热和电能之间的联系,是能源互联网的核心部件之一。在考虑集中式冷热电三联供运行时,燃气-蒸汽联合循环机组的启停机方式和运行状态将直接影响到三联供机组的工作效率与运行收益,合理的开机策略是保障三联供机组经济化运行的前提与基础。针对以燃气-蒸汽联合循环机组为动力装置,使用吸收式溴化锂制冷技术,配有以相变材料为主体的储能设备的三联供机组进行分析,根据对三联供机组运行相关参数,在对某地区的冷热电负荷进行详细调研的基础上,建立起集中式三联供运行的经济性目标函数,给出三联供机组经济化运行的启停机策略,从而达到提升工作效率、增加运行收益的目的。     

计及需求响应和共享储能的多微网系统双层优化调度

在多微网系统中考虑用户的需求响应行为和加入共享储能装置均会对系统内的能量流动及设备出力情况造成影响。在此背景下,为促进储能装置的高效利用和可再生能源的就地消纳,提出一种同时计及耗能用户需求响应和共享储能的多微网系统双层优化调度策略。对共享储能运行模式、多微网系统和耗能用户自主响应行为进行建模;分别以多微网系统净收益最大、耗能用户总购能成本最低为上、下层目标,形成合作型Stackelberg互动均衡模型;将下层模型转换成KKT最优条件,随后用Big-M法和对偶定理对非线性项进行处理,将Stackelberg博弈模型转换为混合整数线性规划问题,对多微网系统的能源定价策略、共享储能动态容量划分和各微网内设备的运行状态进行求解。为促进微网间的功率交互,提出基于交互贡献度的利润分配方案。最后,采用5个方案作为算例验证了所提策略的有效性。     

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。     

基于储能实时修正双环控制的微电网能量管理方法

提升各类可再生能源(RES)高效并网发电是应对全球环境恶化、能源短缺的有效方法。但各类能源的出力特性不同,如何有效分配使用各类能源是目前微电网需要解决的主要问题。针对此问题,采用冷热电联产(CCHP)与储能系统相结合的运行方式,利用优化算法分层控制微型燃气轮机出力和储能系统的充放电功率,综合协调光伏、风电、微型燃气轮机输出和用户负荷需求,解决能源出力和负荷需求分布不对等问题,实现RES高效使用。其中,针对储能系统充放电控制,提出一种基于预测数据实时修正的能量管理方法,可以减小预测误差对储能系统充放电控制的干扰,提高能量管控的灵活性。实测数据试验结果显示,与固定阈值法和自适应算法相比,所提算法在充分利用各类能源基础上有效起到了削减负荷峰值的作用,减小冲击负荷对电网的影响,实现了能源的经济、优化利用。