风光水多能源电力系统互补智能优化运行策略

高比例可再生能源接入电网,采用风光水互补发电可以提供平滑和稳定的电力供应。针对风光水多能源电力系统,采用大数据和人工智能技术,提出基于随机规划的短期优化运行方法。首先,基于变分自编码器（variational autoencoder,VAE）提出了可再生能源场景生成方法,能够生成符合可再生能源出力特性的多样化场景,并精确刻画可再生能源出力的相关性。其次,基于场景法建立了风光水互补短期优化运行模型,并采用分段线性化的方法将多种非线性约束转化为线性约束,可以保证模型精度的同时实现快速求解。最后,通过对雅砻江下游风光水发电基地的算例仿真,验证了所提的智能优化运行策略的有效性。     

基于仿射可调鲁棒优化的园区综合能源系统经济调度

新能源和负荷的不确定性给综合能源系统（integrated energy system,IES）运行带来挑战。首先,基于线性形式的能源集线器模型,对园区IES进行了建模。其次,构建了基于仿射可调鲁棒优化的园区IES两阶段经济调度模型,通过该模型可求得机组的启停及基准出力,以满足不考虑可再生能源出力的能量平衡要求,并求得机组的参与因子,使得调度方案对可再生能源出力不确定集下的任意场景均可行。最后,将该模型转化为混合整数线性规划模型（mixed integer linear programming,MILP）进行求解。算例分析结果表明：通过可调鲁棒优化的经济调度方法所求得的调度方案较经典鲁棒优化有更好的经济性与鲁棒性。     

CCHP系统优化配置及与传统热电联产系统的性能对比分析

分布式能源系统可实现多类型能源互补供能、能量梯级利用,具有高效、环保、经济、可靠和灵活等特点。该文建立以经济性为导向的冷-热-电联产系统(CCHP)混合整数非线性优化配置模型,可对冷-热-电联产系统的原动机容量和太阳能集热器面积进行协同优化。选取北京地区某居住建筑为研究对象,利用传统热电联产系统、CCHP系统、耦合太阳能光热系统的CCHP系统分别对其进行冷、热、电能量供应,基于以电定热(FEL)和以热定电(FTL)两种运行策略对联产系统进行优化配置,并从经济性和能效性方面对3种系统进行对比分析。结果表明,基于FEL策略优化得到耦合太阳能光热系统的CCHP系统在经济性和能效性方面更具优势。     

综合能源系统多时间尺度复合调度优化运行方法研究

针对综合能源系统多能网络与设备特性差异,该文建立集成热电联产机组、风力发电机组、燃气锅炉以及电转气等设备的综合能源系统运行框架;提出能反映能源站电、气能流耦合特性的系统能量枢纽模型。建立综合能源系统的日前优化模型、日内滚动优化模型、实时计划优化模型。基于三种优化模型,提出日前-滚动-实时的复合协调优化运行策略。根据电、热负荷以及风电出力的日前预测数据制定日前调度方案,为系统全天的运行情况提供初步的参考信息;然后利用短期滚动预测数据进行滚动计划,对日前计划方案进行滚动修正,制定各设备出力的基本运行点;最后利用超短期预测数据进行实时计划,得到与实际电、热负荷与风电出力情况匹配度较高的计划方案。通过算例分析验证,结果表明该文所提综合能源系统复合协调优化运行方法可以有效降低系统的运行成本,可提升可再生能源的消纳能力,并增加可再生能源的利用率。     

考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置研究

在碳达峰、碳中和的战略目标下,整合多种异质能源、降低碳排放成为综合能源系统发展的重要议题。储能系统作为综合能源系统的重要组成部分,其系统的优化配置需要考虑碳排放因素的各种影响。该文针对综合能源系统降低碳排放的需求,研究碳排放下储能的优化配置问题,构建电/热混合储能的双层优化模型。首先建立综合能源系统的内层优化运行模型,考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备等运行的约束条件;其次构建综合能源系统电/热混合储能的外层优化配置模型,在分析投资成本、维护成本、运行成本等经济性目标的基础上,将碳排放目标加入优化目标函数中,以分析碳排放因素对综合能源系统储能优化配置的影响;最后,研究以实际数据为算例,对该文提出的模型方法进行仿真分析。结果表明：通过合理配置储电、储热设备可提高综合能源系统运行的经济性,也可减少因供能不足造成的缺电、缺热问题,用户在电储能系统营利时,会一定程度提高系统的碳排放。研究提出优化配置混合储能设施以降低综合能源系统碳排放的建议。     

能源互联网背景下的微电网能量管理分析

能源互联网背景下,可再生能源并网规模日益扩大。由于可再生能源发电功率具有很强的随机性,电力系统运行中出现了所谓“双侧随机问题”,影响安全稳定运行。如何对各种可再生能源进行经济有效的能量管理,是实现能源互联网的关键技术之一。为实现微电网运行的整体优化,对包含各种分布式电源的微电网,建立以综合发电成本最低、环境效益最好作为优化目标的多目标优化模型。利用遗传算法,进行能量管理的优化研究。以联网运行的含有多种分布式电源的微电网为算例进行仿真计算,仿真结果表明了优化模型及算法的有效性。     

综合能源系统优化运行研究现状及展望

为了充分消纳清洁能源、提高能源利用效率,综合能源系统的概念应运而生,相较于传统的能源单级利用形式,综合能源系统对电力、冷热和天然气等多种形式能源进行多级利用,通过多能互补提高综合能源利用效率。但是综合能源系统由于系统间耦合紧密,能源流动变化复杂,在优化运行方面相较于传统电网有较大差别。针对综合能源系统优化运行问题的研究现状进行了全面整理,首先介绍了综合能源系统的组成,对电力、热力和天然气的网络潮流模型的研究现状进行了归纳分析;其次对优化运行方法进行了分类总结,分析了现有方法的优缺点和难点;最后进行了展望,指明了综合能源系统优化运行未来的研究方向。     

电转气成本特性对电–气–热综合系统调度的影响

电转气技术是一种有前景的连接电网与燃气网的方法,将广泛应用于电-气-热综合能源系统中,以提高其运行灵活性。然而,电转气较高的运行成本将影响其在综合能源系统中的应用。该文提出计及电转气成本和风电利用率的电-气-热综合能源系统调度模型,分析电转气成本特性对综合能源系统调度的影响。首先,介绍包含电转气的电-气-热综合能源系统,并对电转气的各种运行成本进行分析,以获取电转气的成本特性。然后,提出一种多目标综合能源系统日前调度模型,以协调综合能源系统运行,达到运行成本与风电利用率之间的最优折衷。最后,采用ε约束法和熵权法对模型进行求解。仿真分析表明:电转气成本特性对综合能源系统的调度有显著影响,该模型可有效得到最优折衷解。     

风-光互补发电系统的优化匹配设计

研究了风-光互补发电系统的结构和工作原理;建立了风一光互补发电系统数学模型,包括风机功率模型,太阳能电池功率模型,蓄电池模型及负荷模型,建立了以系统经济性为目标函数的风一光互补系统优化模型。利用MATLAB编制基于遗传算法程序。实例分析表明,风一光互补发电系统具有较强的优越性。     

太阳能-土壤源热泵复合系统串联运行模式试验研究

阐述太阳能-土壤源热泵复合系统的工作原理以及运行模式,对复合系统串联运行时水箱分别作为热缓存器（模式一）和热蓄存器（模式二）进行试验。结果表明,2种运行模式各有其独特之处,但是从能源利用角度来讲,模式一的太阳能利用率明显高于模式二,系统的COP（2.30）也大于模式二（2.09）。     

计及蓄电池寿命的冷热电联供型微电网多目标经济优化运行

冷热电联供（combined cooling,heating and power,CCHP）型微电网不仅能为清洁能源的开发利用提供良好的平台,降低能源消费带来的环境污染,而且能够改善供电电能质量,降低系统损耗。为使CCHP型微电网经济计算更加符合实际运行工况,考虑将蓄电池寿命损耗带来的经济损失加入经济调度计算模型,同时考虑CCHP型微电网的经济性和环保性,建立CCHP型微电网的多目标优化模型。根据最大满意度的原则将多目标优化模型转化为单目标优化模型,利用改进型遗传算法,优化日内各微源的出力。通过算例对比分析多目标优化和各个单目标优化对微电网中各微源出力的影响,结果表明：多目标优化模型能够兼顾CCHP型微电网的经济性和环保性,更加接近CCHP型微电网的实际运行工况。     

综合能源系统中热力子系统的稳态特性分析

综合能源系统（integrated energy system,IES）涵盖能源形式多样,涉及运行模式复杂,包含控制设备和耦合环节丰富,给其稳态建模和稳态潮流计算带来了挑战。为了获取综合能源系统中热力子系统的稳态特性,给出了典型综合能源系统的拓扑架构;分别建立了电力子系统、热力子系统、冷力子系统和分布式能源站的稳态模型,进而建立了混合潮流模型,并利用Newton-Raphson算法进行了混合潮流求解;分析了热力子系统的关键技术参数（包括源节点的供水温度、负荷节点的出水温度、热网管道的长度和直径、热负荷功率）变化对综合能源系统稳态潮流的影响。分析结果可支撑综合能源系统的规划、设计及优化运行。     

基于天牛须-粒子群优化算法的大型中央空调系统节能控制

大型公共建筑中央空调系统送风末端数量多,负荷需求变化大,常用的控制方法虽能满足末端需求,却存在能耗巨大的问题。为此本文构建了一个空调系统送风和冷冻水系统的优化控制模型,以系统能耗为优化目标,使用天牛须搜索-粒子群优化（BAS-PSO）混合算法求解该问题,提高系统节能率,改善了传统PSO的缺陷。同时将该模型用于上海市某公共建筑集中式空调系统的空气调节子系统进行优化控制,结果表明：BAS-PSO与原有控制方案——定送风温度控制相比,最大节能量达252.02 kW,节能率为20%,而现场测试显示,使用该优化控制能在负荷率为0.55时达到14.6%的节能率,节能153.15 kW,证明了该优化控制模型及优化算法有可靠的应用前景。     

考虑运行风险的含储能综合能源系统优化调度

为解决综合能源系统（integrated energy system,IES）中供需双侧不确定因素对运行调度带来的风险问题,提出了一种考虑运行风险的含储能IES优化调度模型。在目标函数中,用设备调整费用、失负荷惩罚费用和弃风弃光惩罚费用来量化系统运行风险。在约束条件中,区分了电能和热能的时间尺度差异,并计及储能的时间耦合性,建立了储能多时段耦合约束。然后提出了一种基于Benders分解的算法进行求解。最后通过算例分析了置信水平、储能功率及容量对IES运行费用及运行风险的影响。     

面向泛在电力物联网的综合能源系统规划模型

泛在电力物联网建设一个重要方面便是实现更多终端小微设备的接入,使得数据的获取更加海量和多元化,实现数据流和能量流的深度融合,而综合能源系统是泛在电力物联网价值的重要实现形式。综合能源系统在其规划运行中涉及多种能源类型和海量数据,是一项复杂工程,因此面向泛在电力物联网建设进行综合能源系统的规划思考,提出综合能源系统规划的可靠性、经济性和区域差异性原则,建立了综合能源系统规划的基本模型,以及系统综合效益评价指标体系,并对系统规划运行的数据需求进行了分析,提出一套完整的综合能源系统规划思路方法。研究成果为我国综合能源系统的建设和实施提供理论依据。     

某医院建筑燃气分布式能源系统运行能效分析与节能评估

通过监测某医院燃气分布式冷热电联供(CCHP)系统冬夏运行工况,获得冬夏季系统运行数据,并以运行数据为基准,分析系统运行状况,计算系统各设备运行效率及系统综合能源利用效率,以国家相关标准为依据,评价系统节能性.结果 显示:由于建筑实际负荷需求波动较大,CCHP系统内燃机全年折算满负荷运行小时数仅1508小时,未能达到国...     

计及先进绝热压缩空气储能多能联供特性的微型综合能源系统优化调度模型

先进绝热压缩空气储能（Advanced adiabaticcompressed air energy storage,AA-CAES）是一种清洁的大规模物理储能技术。相对于其他类型的储能技术,AA-CAES技术具有多能流联供的独特特性,这一特性使得其在微型综合能源系统中具有广阔的应用前景。考虑AA-CAES电站的多能联供特性,研究了含AA-CAES电站的微型综合能源系统优化调度策略。介绍了含AA-CAES电站的微型综合能源系统基本构成;基于AA-CAES电站的实际热力学过程,构建AA-CAES电站的冷热电多能流联合调度约束模型;在此基础上,以最小化系统运行成本为目标,建立含AA-CAES电站的微型综合能源系统优化调度模型;最后,采用天津中新生态城的数据进行模型验证。