双碳目标下考虑源荷不确定性多能互补系统优化运行模型

为平抑电源侧和负荷侧双重不确定性给电力系统运行带来的威胁,将风电机组、光伏机组、燃气轮机、电锅炉等集成多能互补系统以解决这一难题,建立同时满足系统经济效益和环境效益的多目标优化调度模型.针对电源侧不确定性引入鲁棒随机优化理论,用约束条件的边界刻画不确定性因素;负荷侧采用需求侧响应技术调节不确定性波动.多目标函数求解借助嵌套的模糊隶属度函数,最后选取6-节点能源集线器展开分析.结果 表明上述方法可以有效降低系统不确定性,同时兼顾系统经济性和环境目标.     

一种多能互补系统优化调度通用化建模方法

在国家加强能源互联和多种能源优化互补背景下,针对多能互补系统优化调度建模问题,基于分层设计和面向对象的建模思路,提出了一种通用化混合整数线性建模方法。首先,按照所提分类方法,建立单装置模型;接着,利用管网模型连接处于相同能源类型下的单装置,构成多个能源子系统模型;然后,将不同能源类型间的耦合装置拆分成相应能源子系统下的供、耗能装置和不同能源端口间的耦合关系模型,利用耦合装置连接不同能源子系统,构成综合能源系统模型;在线配置系统参数和拓扑后,利用混合整数线性规划求解器进行求解,即可获得对象的优化调度计划。最后,以微网、园区多能互补这2个应用情景,通过仿真实验,验证所提建模方法的有效性及通用性。     

一种多能互补系统优化调度通用化建模方法EI北大核心CSCD

在国家加强能源互联和多种能源优化互补背景下,针对多能互补系统优化调度建模问题,基于分层设计和面向对象的建模思路,提出了一种通用化混合整数线性建模方法。首先,按照所提分类方法,建立单装置模型;接着,利用管网模型连接处于相同能源类型下的单装置,构成多个能源子系统模型;然后,将不同能源类型间的耦合装置拆分成相应能源子系统下的供、耗能装置和不同能源端口间的耦合关系模型,利用耦合装置连接不同能源子系统,构成综合能源系统模型;在线配置系统参数和拓扑后,利用混合整数线性规划求解器进行求解,即可获得对象的优化调度计划。最后,以微网、园区多能互补这2个应用情景,通过仿真实验,验证所提建模方法的有效性及通用性。     

多能互补智慧园区能源系统优化运行方法

在当前面临能源转型、电力供应紧张以及“碳达峰、碳中和”目标背景下,构建以清洁能源为主的工业园区能源系统,具有节能减排、提高能效水平的重要意义。考虑多能互补和不同类型储能,提出一种智慧园区能源系统优化运行方法。分析工业园区负荷特性与需求,结合不同类型的储能配置,建立工业园区能源系统模型;综合考虑园区能源系统投资成本、负荷需求、能源利用率、电/冷/热储能、季节性需求、分时电价构建优化目标,以年收益最大为目标,提出一种结合BP神经网络与分支定界法的优化运行模型。以某园区为验证对象,相比于传统的园区热电联产模式,提出的智慧园区能源系统优化运行方法能有效地提高清洁能源利用率8%,减少碳排放,提升能源系统的经济效益。     

基于多能互补发电的日前优化运行评价方法

多能互补发电运行已成为提高新能源利用效益的新方向,对多能互补式发电特性的分析也显得尤为重要.根据多能互补发电系统的运行特点,结合互补发电评价指标与联合发电效益,建立了评价互补特性的微电网运行指标体系.基于该指标体系,从可靠性、稳定性、经济性三方面对风光水储互补发电系统进行分析.结果表明,风光水储互补式运行系统能实现风、...     

考虑碳排放成本的风光储多能互补系统优化运行研究

为提高风电、光伏等新能源的消纳能力,提升多能互补微网系统运行经济性,提出了一种风光储多能互补微网系统并网日前调度的优化模型。模型的目标函数变量包括储能电池运行成本、系统弃风弃光成本、削负荷成本以及从上级电网购电成本,同时考虑到系统从上级电网购电将产生碳排放,基于此建立碳排放成本计算模型,并计入目标函数中。约束条件中考虑了储能电池充放电功率和容量、购售电功率平衡以及上级电网交换功率上限等约束。采用粒子群算法对模型进行求解。算例分析结果表明,所建模型能够充分考虑碳排放的环境因素以及系统实际运行特点,通过调节系统与上级电网的交换功率以及储能电池的充放电功率,能在实现系统运行成本最小的同时减少弃风弃光与削负荷情况。     

电–热综合能源系统仿射型区间多能流算法EI北大核心CSCD

针对综合能源系统区间能流算法仅能分析多个不确定性因素共同作用的结果,而无法量化分析各不确定性因素的传递过程及其对系统状态量影响的不足。该文采用仿射算术建立系统不确定性模型,提出电热综合能源系统仿射型区间能流算法。首先,基于泰勒公式简化热网温度方程,建立仿射形式的热网温度传递模型,进一步地,计及耦合元件的不确定性,建立电热综合能源系统仿射模型。在此基础上,考虑管道流量约束进行多源互补,提出热网仿射能流前推回代算法;同时,以耦合元件的仿射功率作为电热网络间的边界条件,提出电热互联系统仿射能流的并行迭代方法。最后,基于IEEE33节点配电网与23节点配热网构成的电热互联系统,分析不同节点负荷变化对系统状态量的影响程度以及电–热系统之间的交互影响过程,验证该文所提方法的可行性和优势。     

孤岛型多能互补系统的规划与运行优化模型研究

在能源互联网高速发展的背景下,如何提高孤岛型多能互补系统(Integrated Energy System,IES)的经济性与稳定性,已成为该领域的重点研究内容.文章构建了计及容量配置与运行调度的孤岛型IES两阶段优化模型.在规划阶段,根据孤岛型IES的能源供给特性,负荷结构特性及设备运行特性,构建了孤岛模式下IES的...     

水风光多能互补发电调度问题研究现状及展望

以水风光为主的可再生能源在过去二十年实现了前所未有的发展,未来也将是中国构建清洁低碳能源体系的核心组成部分,是兑现碳减排承诺的现实选择。该文简要分析了我国清洁能源发电的发展概况及典型水风光互补实际工程,提炼总结了互补系统发电调度面临的关键问题,包括大规模风光电站群以何种形式参与调度、间歇性时空发电规律如何描述、风光电站群与水电站群在长期、短期等时间尺度上如何协调运行;针对这些问题系统综述了国内外水风光互补协调研究方法及特点,并从风光电站集群汇聚、集群出力描述、及集群模式下水风光互补系统长期、短期协调建模与求解思路,阐述了技术实现过程,期望为我国多能互补工程实际运行提供切实可用的技术手段,助力“碳达峰、碳中和”目标。     

基于区间理论的油田综合能源系统优化规划

针对油田的能源结构和用能负荷的特征,构建了油田综合能源系统架构;考虑可再生能源出力的不确定性和油田多元负荷用能的随机性,建立了光伏、光热出力的区间模型,热负荷区间模型和基于价格型响应的电负荷区间模型;通过分析设备投资成本的时间价值和区域碳中和途径,建立一种计及源荷不确定性的综合能源系统规划模型,并结合仿射算法和区间序关系,将不确定性优化问题转化为确定性的多目标优化问题进行求解。算例分析表明,油田综合能源系统架构符合油田能源禀赋和负荷实际耦合情况,设备配置方案投资回收年限短,不确定性权重系数越高,投资越大,年净收益区间越大,结果验证了规划方法的有效性。与传统鲁棒凸规划优化方法相比,所提方法为决策者提供了满足区间约束的解集,避免了规划方案的保守性。     

可再生能源多能互补系统多主体效益均衡模型

清洁能源发电出力具有较强的不确定性。传统的效益分配的方法仅以交易量为依据,无法保证备用机组参与的积极性。首先基于Shapley值法和Solidarity值法构建了可再生能源多能互补系统多主体效益基础分配方法,并引入成本、贡献和风险因子构建了改进分配方法;其次设计了可再生能源多能互补系统构成结构和交易策略,并构建了系统净效益测算模型;然后构建了以效益最大化为目标函数的运营优化模型;最后选取某实例对象,设置多种情景,算例分析证明了所提方法的有效性。     

基于双层优化模型的多能互补微网储能优化配置

在多能互补微网系统中,为优化储能装置在不同运行状态下的容量配置,建立了同时考虑离网及并网运行状态的储能配置双层优化模型,采用考虑极值变异的混合型粒子群算法求解,获得了储能装置并、离网状态的协调优化配置方案。算例验证结果表明,求解得到的储能优化配置结果比传统单层优化模型更优,具有较快的收敛速度和较好的计算精度。研究结果为微网储能优化配置策略提供了参考。     

基于多能互补的园区综合能源站-网协同优化规划

为了提高综合能源站的能源利用率,从站-网整体规划的角度出发,对能源站数量、位置和设备容量配置,供能网络布局进行统一规划研究,基于电、热、冷多能互补特性提出了一种园区综合能源站-网双层规划优化模型。上层以综合能距最小为目标,基于推广p-中位模型建立了能源站-网协同投资模型,下层充分考虑能源站内多能流耦合和站间网络的多能协调,建立多能源站规划运行联合优化模型。采用基于最短路径理论的枚举法结合Cplex求解器求解,规划了能源在时空上的转移,解决了传统规划时负荷分配不均、峰谷需求不平衡的问题,算例表明所提模型具有实用性,对园区综合能源规划建设具有指导意义。     

融合风光出力场景生成的多能互补微网系统优化配置

多能互补系统结构及设备耦合关系复杂,为提高含高渗透率新能源的多能系统的能源利用效率和运营效益,对考虑风光出力不确定性和相关性的多能互补微网系统优化配置问题进行了研究。在规划阶段充分考虑新能源随机性与相关性,提出了基于核密度估计和Copula理论的风光出力场景生成方法,得到典型日风光出力序列;基于能量枢纽,建立结构完善的含风光多能互补系统的多能流平衡方程,进而以年化总成本最低和一次能源节约率最高为目标建立配置与运行相结合的多能互补系统的双层优化配置模型,并采用智能优化算法对模型进行求解。算例验证和灵敏度分析表明,所述方法能够在考虑风光出力不确定性的基础上得到结构完善的多能互补微网系统优化配置方案,有效降低了多能系统总成本并提高了一次能源节约率。     

多能互补综合能源系统综合评价研究进展综述

面对日趋严峻的能源和环境问题,综合能源系统因其能源综合利用率高、供能灵活以及对环境友好等特点被认为是一种未来能源供给和能源建设的重要方式之一,能实现电、气、冷、热等多种能源互补和协调利用。梳理了国内外有关多能互补综合能源系统的基本概念和综合评价的研究进展,分析并总结了多能互补综合能源系统评价的指标选取原则、主要的评价指标及综合评价的典型应用场景,最后对多能互补综合能源系统评价研究工作做了总结与展望。     

非高峰时段购电对多能互补系统电力平衡的影响研究

针对多能互补能源基地出力受资源、天气、气候等影响较大,光伏、风电参加电力平衡能力有限,光热和水电也不能完全参与电力平衡,系统高峰时段的电力不足问题已经开始显现,而区域电网互联系统的资源互补和协调运行优势尚未充分发挥,这是导致新能源弃电率居高不下和电力供应紧张的主要原因之一。多能互补系统各类电源相互配合才能充分发挥容量效益,保障可靠供电。对于某些容量效益未能充分发挥,调节电源仍有一定空闲容量的多能互补系统,提出通过非负荷高峰时段购电,可降低售电省区的负荷峰谷差,补充多能互补系统的电量不足,降低多能互补系统的装机需求。研究结果对于我国多能互补能源基地优化运行具有一定的借鉴意义。     

新型电力系统多能源能量惯性动态优化控制模型

针对新型电力系统中大规模可再生能源并网和高比例电力电子设备的接入,导致系统惯量水平下降,影响电网安全稳定运行的问题,提出一种新型电力系统多能源能量惯性动态优化控制模型。首先,分析电力、热力、燃气的惯性特性,分别建立电力系统和热、气系统能量传递惯性模型。其次,基于多能源输运下的耦合协调关系,提出一种基于事件驱动电力、热力、燃气系统动态惯性优化控制方法。最后,建立修改的IEEE 39节点电力系统、6节点热力系统和7节点燃气系统的仿真模型进行算例仿真,仿真结果表明,所提出的控制方法能够有效改善新型电力系统的频率响应,保持系统运行鲁棒性。     

新型电力系统多能源能量惯性动态优化控制模型

针对新型电力系统中大规模可再生能源并网和高比例电力电子设备的接入,导致系统惯量水平下降,影响电网安全稳定运行的问题,提出一种新型电力系统多能源能量惯性动态优化控制模型。首先,分析电力、热力、燃气的惯性特性,分别建立电力系统和热、气系统能量传递惯性模型。其次,基于多能源输运下的耦合协调关系,提出一种基于事件驱动电力、热力、燃气系统动态惯性优化控制方法。最后,建立修改的IEEE 39节点电力系统、6节点热力系统和7节点燃气系统的仿真模型进行算例仿真,仿真结果表明,所提出的控制方法能够有效改善新型电力系统的频率响应,保持系统运行鲁棒性。     

基于异构区块链的多能系统交易体系及关键技术

能源行业中多种能源的整合对未来市场化交易提出了新的需求,区块链作为一种新型的信息化技术能够有效地支撑能源领域产业新业态的创新服务模式拓展。为了拓宽未来多能互补控制技术的应用,实现多能系统中多方信息资源和物理资源的整合,解决互补集成控制过程中的交易安全问题,文中基于多能系统互联交易需求及现阶段区块链的技术发展现状,重点分析了区块链在多能系统中的应用适用性以及异构区块链所带来的信息互联互通问题,提出了构建基于异构区块链技术的多能系统交易体系的必要性和方法。最后,详细分析了异构区块链技术在多能系统中应用的关键技术以及后续业务发展的局限性,并给出相关问题解决的技术方案和相应的建议,有效地支撑了未来多能系统下多种形式的异构区块链交易结算的工作。     

多能互补系统全寿命周期优化配置方法

针对含风力发电、光伏发电和储能系统的多能互补系统的优化配置问题,提出一种考虑系统与配电网交互和需求侧响应成本的多能互补系统全寿命周期优化配置方法,构建双层优化模型：上层以总等年值成本最小为目标进行全局优化,确定多能互补系统的最优配置方案与储能出力范围;下层以系统的日运行成本和可再生能源未利用率最小为目标,建立多能互补系统的多目标日前优化调度模型。分别考虑独立型和并网型多能互补系统,以某地实际风光数据为例,验证所提优化配置策略的正确性与有效性,并量化分析多能互补系统运营方式对优化配置策略的影响。