基于虚拟储能的综合能源系统分布式电源功率波动平抑策略

针对含分布式可再生能源的热电联供综合能源系统,提出一种基于虚拟储能技术的热电联供综合能源系统联络线功率波动平抑策略。分析了综合能源系统中热电联供系统的结构特点与电热耦合方式。热电联供综合能源系统中的可控设备包括微型燃气轮机、热泵、蓄电池和超级电容。虚拟储能系统是基于建筑物蓄热特性的模型。引入可控设备及虚拟储能系统状态指标,采用加权滑动平均滤波算法确定联络线目标平滑功率;将联络线波动功率在可控设备间分配,并基于设备状态映射表,引入设备修正系数以确定其最终出力。在上海某高校"中意绿色能源实验中心"进行验证,结果表明,所提策略能够实现电热耦合协调,保证功率波动平抑效果,在满足虚拟储能状态约束的前提下,保证客户的舒适度,延长可控设备的使用寿命,并充分发掘热电联供综合能源系统的控制灵活性,增强分布式可再生能源的综合消纳能力。     

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。     

“泛在电力物联网与综合能源系统关键技术”专题特约主编寄语

为了提高新能源在终端能源消费中的比例、促进能源转型,泛在电力物联网与综合能源系统概念应运而生。泛在电力物联网通过广泛互联能源设备、可控负荷、储能、可再生能源发电单元等,利用物联网技术搭建传感器网络,通过人工智能技术进行全维度态势感知、全时段优化控制、多主体友好互动。综合能源系统通过对多能流进行多级利用和整体调度,能有效改善分布式可再生能源“消纳难”的问题,提高能源综合利用率。泛在电力物联网和综合能源系统,二者相辅相成,可形成包含多能流、大数据的能源互联网体系。泛在电力物联网与综合能源系统将成为能源及电力工业发展的热点。     

面向连续型企业能源耦合优化的混杂Petri网模型研究

针对连续型企业高能耗的问题,提出了集能源流、物料流、信息流三流合一的模型设计理念,建立了由能耗设备单元模型、生产调度速率模型、能源系统优化调度模型和生产控制模型组成的企业能源耦合优化模型,简称为连续型企业能源耦合优化模型(CEECOM).CEECOM采用颜色扩展混杂Petri网的建模方法建立了其基础模型,用能源消耗计量...     

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。     

多能互补分布式综合供能系统及典型开发方案研究

多能互补分布式综合供能具有绿色、低碳和高效等典型特征,已经成为国内外能源领域研究与发展的重点。论述了多能互补分布式综合供能系统的基本概念、主要技术特征、系统主要构成与关键技术等,并以国内某典型科技创新园为例,分析其负荷需求和资源禀赋,开发了"五化一体"综合供能实施方案。该方案以燃气分布式、分布式光伏、分布式风电、污水源热泵和储能为供能主体,构建了电力、热力、冷煤水、燃气和中水等能源网络,并借助智能化技术实现供能系统的优化运行,满足不同用能主体用能需求。最后,针对我国多能互补分布式综合供能系统发展现状与存在的问题给出相关建议。     

特约主编寄语

为了提高新能源在终端能源消费中的比例、促进能源转型,泛在电力物联网与综合能源系统概念应运而生。泛在电力物联网通过广泛互联能源设备、可控负荷、储能、可再生能源发电单元等,利用物联网技术搭建传感器网络,通过人工智能技术进行全维度态势感知、全时段优化控制、多主体友好互动。综合能源系统通过对多能流进行多级利用和整体调度,能有效改善分布式可再生能源“消纳难”的问题,提高能源综合利用率。     

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。     

多能耦合区域能源系统设计方法研究与应用

针对湖南省某新城区的区域能源项目提出一套区域能源技术路线筛选模型,通过该模型确定采用燃气冷热电三联供+污水源热泵+管道储能+调峰备用+换热站的多能耦合区域能源系统,以能源综合利用率最高、成本最低为目标动态调整多系统之间的启停关系和运行策略.与传统空调系统方案相比,该多能耦合区域能源系统虽然增加25～45元/米2的初投资...     

燃气冷热电三联供系统在数据中心的应用

阐述了天然气内燃发电机组冷热电三联供(CCHP)能源系统及其发电机组设备特性,并以实际工程中发电机组参数为基础,在不同工况下,用发电性能、供热性能、环保特性等指标评价天然气内燃发电机组供能系统。结果表明,以天然气内燃发电机组为动力系统的冷热电三联供系统在数据中心中具有较好的热电特性,可达到较高的综合能源利用效率,并且具有降低耗煤量和污染物排放水平的环保效益。     

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。     

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。     

考虑储能寿命和参与调频服务的风储联合运行优化策略

储能系统与风电场联合运行,不但可跟踪风电场计划出力,还可参与电网的辅助服务。以风储联合运行的总收益最大为目标,考虑储能系统跟踪风电计划出力与参与电网二次调频服务,建立风储联合运行的优化模型。该模型重点考虑了计及不同荷电状态下的储能寿命损耗和储能参与调频时向上调频电量与向下调频电量的平衡。基于实际风电场运行数据设计算例并进行仿真分析,结果表明,考虑储能寿命损耗和储能调频电量水平,不仅可以合理衡量储能参与各项服务所带来的收益,还可以充分发挥储能的作用并提高风储联合的收益。     

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。     

分布式光伏储能系统综合效益评估与激励机制

配电网中分布式能源渗透率不断增加,其有效消纳与控制成为新的热点课题。储能和分布式发电系统的结合可以平滑这些间歇电能并网,降低光伏发电对电网的冲击,并提高电网对新能源的接纳能力。鉴于储能发展的必要性以及分布式光伏储能项目面临的成本和经济性问题,建立分布式光伏储能系统全寿命周期的综合效益评估模型。该模型从项目成本、年收益、总利润和静态投资回收期等方面研究了分布式光伏储能系统的经济性,并从配电网改造和备用成本等方面评估了项目的社会整体效益。算例结果表明,分布式光伏储能系统发电自用率高,年净收益增长明显,其经济性对上网电价和度电补贴的依赖较小。随着光伏和储能技术的发展成熟,无储能系统将不再具备经济性优势,分布式光伏储能系统拥有更大的发展潜力。最后,结合国外可再生能源的发展经验,从社会效益回馈用户、电价激励和金融支持等角度提出了政策和激励建议,以促进分布式光伏行业的健康发展。     

考虑源-荷-储多能互补的冷-热-电综合能源系统优化运行研究

综合能源系统（integrated energy system,IES）以多能互补和能量阶梯利用为核心,将大大提高系统的能量利用率,实现多种能流互补优化。通过建立冷-热-电综合能源系统,以系统总运行成本最低为目标函数,考虑设备模型约束和功率平衡约束,采用日前负荷模拟综合能源系统经济优化运行;同时考虑到系统在冬、夏季运行工况差异较大,采用分季调节运行模式,利用分支界定（branch and bound,B-a-B）算法求解优化模型。仿真结果表明,系统能量供给平衡,"源-荷-储"互补搭配性强,系统运行灵活、经济高效,同时,系统污染气体排放量少,有利于环境保护。     

“互联网+”智慧能源储能系统主动调控策略研究

针对能源互联网中分布式能源比例大量增加的情况,探讨了含多种分布式能源系统中储能系统参与主动调控的可行性和必要性。结合电力系统稳定和分布式能源发-输-用整体经济运行的要求,储能系统参与主动调控核心是主动协助平衡系统功率变化,调控时间、调控额度、调控次数是影响储能系统主动调控效果的关键因素。在PowerFactory软件中搭建储能系统并进行了仿真,分析了电力储能主动调控对系统的影响,并结合实际工程建设和设备开发经验,归纳了储能系统主动调节策略,仿真分析和实验数据验证了主动调控策略的有效性。