计及广义储能的园区综合能源系统低碳规划

以综合能源系统的低碳规划为目标,建立了考虑蓄电池电储能、楼宇热储能、数据中心热储能为广义储能的通用统一模型,量化分析了广义储能运行灵活性对园区综合能源系统低碳化转型的支撑作用。计及负荷长短期增长不确定性与碳排放约束,建立了以规划年扩建成本与运行成本之和为目标函数的综合能源系统低碳扩建模型;以园区各设备运行约束为基础,考虑广义储能的灵活性运行方式,建立了基于能源枢纽的园区运行模型;以江苏省某工业园区为测试算例,分析了广义储能资源的灵活性运行对园区扩建规划的影响。结果表明,广义储能资源可利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用,有效促进了新能源消纳,保证了综合能源系统的规划方案兼具经济性与环保性。     

面向低碳供能的多园区共享氢储能系统容量规划

双碳目标下为提高园区供能的清洁性和经济性,提出基于风光发电的多园区共享氢储能容量规划方法。首先,利用风、光发电与多园区用户用能的时空互补特性,建立多园区共享氢储能实现清洁发电、经济供能的基本框架,以实现氢储能的容量和能量共享。其次,兼顾多园区的利益诉求,提出基于合作博弈的共享氢储能容量配置模型与投资成本分摊方法,以合理配置各设备容量、提高氢储能的投资经济性。最后利用算例验证所提多园区共建共享氢储能系统的优化配置模型与投资成本分摊方法的可行性与竞争性。结果表明,多园区共享模式较自配模式分别降低投资与碳排放成本26.4%与17.4%,氢储能可更灵活地实现集中式储能资源的共享使用,尤其对具有间断性发电特征的用户优势明显。     

碳排放及燃煤约束下的电源规划及其效益评价

优化电源规划是应对电力系统"碳锁定"效应,促进电力系统减少碳排放的重要举措。考虑到国内以煤炭为主的能源结构,有必要分析碳排放及燃煤约束对电源规划的影响。在分析碳捕集电厂运行特性的基础上,建立了考虑碳排放及燃煤约束的低碳电源规划模型,并在模型中采用典型日的运行校验系统是否具备足够的调峰能力。基于国内典型地区电力系统,对不同碳排放总量约束、不同可再生能源发展场景及不同煤炭资源供应约束下的常规火电及碳捕集电厂的扩展规划进行了优化分析,分析结论表明碳捕集电厂可以充分适应电力系统的碳减排目标,满足新能源大规模发展的调峰需求。     

基于目标机会约束规划的储能容量优化配置模型

针对高比例可再生能源的不确定性给主动配电网的电力平衡与灵活性运行带来的影响,提出了一种基于目标机会约束规划的储能容量配置方法。首先分析了含高比例可再生能源的主动配电网中典型"鸭型净负荷曲线"场景下的电力需求与灵活性需求问题,由此引入目标机会约束规划方法,建立了考虑电力需求裕度、灵活性需求裕度的目标机会约束规划模型以配置储能资源。最后,通过算例验证所提模型的有效性,仿真结果表明,所提储能容量优化配置模型及其协同运行方案能有效解决高比例可再生能源接入下典型"鸭型净负荷曲线"场景中的电力需求以及灵活性需求不足问题。     

储能与间歇式DG的容量配比关系以及实用估算方法

随着分布式电源在配电网中渗透率逐步提高,其间歇性和波动性等特点给电网带来了一定的冲击。储能是解决间歇式分布式电源（DG）接入问题的关键,现有的研究尚未明确储能与DG的容量配比关系。基于DG频谱分析结果对平滑输出场景下储能DG容量配比问题展开了研究,并提出了一种实用的储能容量配置估算方法。首先,介绍了储能容量优化的原理和算法。其次,利用某地各项目的实际间歇式DG数据,使用频谱分析的方法得到容量优化结果,并分析得到DG最大波动值与最优储能功率容量的关系、储能功率容量与能量容量的关系。实际工程较易得到的为DG的额定功率,因此还补充分析了DG额定功率与最大波动值之间的关系,最终得到储能容量与DG额定功率之间的关系,即储能与DG的配比规律。据此可无需要储能优化算法而通过简单手工计算得到近似优化的储能功率容量和能量容量。最后,通过算例对比了储能容量优化算法和实用方法,结果表明该实用方法简单有效。     

储能与间歇式DG的容量配比关系以及实用估算方法

随着分布式电源在配电网中渗透率逐步提高,其间歇性和波动性等特点给电网带来了一定的冲击。储能是解决间歇式分布式电源DG接入问题的关键,现有的研究尚未明确储能与DG的容量配比关系。基于DG频谱分析结果对平滑输出场景下储能DG容量配比问题展开了研究,并提出了一种实用的储能容量配置估算方法。首先,介绍了储能容量优化的原理和算法。其次,利用某地各项目的实际间歇式DG数据,使用频谱分析的方法得到容量优化结果,并分析得到DG最大波动值与最优储能功率容量的关系、储能功率容量与能量容量的关系。实际工程较易得到的为DG的额定功率,因此还补充分析了DG额定功率与最大波动值之间的关系,最终得到储能容量与DG额定功率之间的关系,即储能与DG的配比规律。据此可无需要储能优化算法而通过简单手工计算得到近似优化的储能功率容量和能量容量。最后,通过算例对比了储能容量优化算法和实用方法,结果表明该实用方法简单有效。     

低碳经济下基于排放轨迹约束的电力系统电源扩展规划模型

电力行业低碳化是应对全球气候变暖、实现我国社会经济可持续发展的关键,而电源规划将在其中发挥至关重要的作用。本文深入揭示了低碳经济相关要素及其对电源规划的影响,并结合基于总额度约束的CO2排放轨迹,建立了低碳经济下基于排放轨迹约束的电力系统电源扩展规划模型。该模型在传统模型的基础上将低碳电力技术成本、碳交易费用以及碳排放超过排放轨迹额度的惩罚费用加入目标函数,将CO2减排目标引入约束条件,从而更全面地反映低碳经济以及国家不同减排模式下的电源规划费用。利用该模型对某省级电网的电源扩展规划进行了研究,结果验证了所提出模型的正确性和有效性。     

考虑碳排放权分配的低碳电源规划

在低碳经济环境下,电力行业实行CO2减排势在必行。而低碳环境下的电源规划则是实现CO2减排的关键之一。"总量管制与排放交易"是公认的实现CO2减排及获得低碳效益的有效措施。而推行该措施的关键在于碳排放权的分配方式。文中从低碳政策、低碳技术和低碳市场3个方面分析了低碳因素对电源规划的影响;提出了基于区域比较的碳排放权分配机制,并将低碳因素引入传统的电源规划模型,建立了低碳电源规划模型;应用改进的基于差分进化的粒子群优化算法求解低碳电源规划问题,并通过仿真算例对所建立的规划模型进行了验证。仿真结果表明了所建模型的正确性和适用性,为当前的电源规划工作提供了有益的参考。     

配电网络公共储能位置与容量的优化方法

在含有分布式电源的配电网中为储能选取合适的位置和容量,可以有效地减少储能投资,优化整个电网的经济效益。为此,提出了一种储能容量和位置优化方法,在现有文献方法的基础上增加了容量修正环节,能够在达到相同目标的前提下降低总成本,迭代收敛更快。首先,建立了储能位置与容量的优化模型:以整个电网总成本最小为目标,以储能充放电功率、容量及所在位置节点为优化变量,约束条件考虑了荷电状态(SOC)限制及充放电功率、电压上下限;然后,给出了采用遗传算法求解模型的步骤;最后,对IEEE 33节点配电网的算例验证结果表明,与传统方法相比,在优化后得到同样的储能位置时,所提方法得到的储能容量更小,且电网总成本更低。     

基于小波变换与机会约束规划的风电储能容量配置

风电并网存在的功率波动大的问题,会对电力系统的经济、安全和可靠运行带来负面影响,通过对储能系统的控制能够实现对风电场输出功率的平抑.基于风电场历史风电出力数据,采用小波分解得到平抑目标信号,建立了储能系统充放电模型并且制定了储能系统的控制策略.以储能系统的经济性最优为目标进行储能容量配置,为兼顾储能系统的经济性与平抑效...     

计及机会约束规划的园区能量枢纽经济调度

能量枢纽(Energy Hub, EH)是实现多种能源互补利用的载体,而园区级能量枢纽中存在着大量的不确定性因素,包含可再生能源出力波动、负荷预测偏差、机组故障、外界环境及用户用能规律等。构建了一个包含冷热电联产系统、蓄热设备、电动公交车换电站的商业园区能量枢纽模型,研究了在不确定性因素下园区能量枢纽经济运行问题。以最小综合运行成本为目标函数,提出了一种计及机会约束规划的园区能量枢纽经济调度模型,将燃气轮机热电备用出力、后备电力市场购电设置为能量枢纽机会约束。所建模型为典型的0-1混合整数线性规划问题,基于Matlab/Yalmip/Cplex解算器进行求解。算例分析了不同运行场景、置信水平对园区能量枢纽经济调度的影响,结果表明:所建立的模型能够协调多种能源的运行,可以为方案决策者在风险与经济之间提供参考。     

基于机会约束规划的混合储能优化配置方法

微电源的容量配置问题直接关系微网的电能质量和经济性。考虑到风电的随机性,提出了基于机会约束规划的混合储能容量配置方法。该方法考虑了混合储能装置的功率出力和荷电状态约束,以装置成本最低为目标,采用遗传算法求解,得到风电输出功率波动不超过某一区间的置信度与混合储能最佳配置成本间的关系,从而为配置混合储能容量时为在电能质量和经济性间取得适度折中提供了定量依据。此外,该方法针对风电波动时间特性对混合储能装置进行功率分配,依据荷电状态限制设计了模糊控制策略,修正储能装置的功率参考值,以达到延长使用寿命的效果。仿真结果验证了该方法的有效性。     

共享模式下园区用户侧广义储能低碳经济调度策略

在“双碳”目标的驱动下,储能有潜力成为新能源消纳与节能减排的重要载体。首先,通过对园区多用户多类型储能资源的集中管理与协同优化,搭建了由常规储能以及电动汽车、灵活性负荷等虚拟储能组成的广义储能资源网络化运营平台架构。其次,借鉴共享理念,从经济和碳排放2个角度出发建立了园区用户侧广义储能共享与协同调度模型,并采用自适应粒子群优化算法对其进行求解。最后,以某园区为例验证了所提共享模式及响应策略能够有效提升广义储能资源的利用率,实现园区用户用能的经济性和低碳性。     

基于碳排放流理论的园区综合能源系统低碳经济调度

在园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的低碳经济调度研究中,从外网购电所带来的碳排放量难以准确估计,给PIES低碳经济调度的准确性带来了严峻的挑战。因此,文章利用外网电能的碳流密度对其隐含碳排放进行精确核算,并建立了PIES低碳经济调度双层优化模型,最后在一个典型PIES中进行了算例分析。结果表明:相比于单一的PIES经济调度,所提优化模型可以在只提高4.82%运行成本的前提下,降低PIES约21.37%的碳排放量。同时,通过所提模型可以对PIES的碳流分布进行优化,消除系统的碳薄弱环节,提高PIES的环保性。     

基于碳排放流理论的园区综合能源系统低碳经济调度

在园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的低碳经济调度研究中,从外网购电所带来的碳排放量难以准确估计,给PIES低碳经济调度的准确性带来了严峻的挑战。因此,文章利用外网电能的碳流密度对其隐含碳排放进行精确核算,并建立了PIES低碳经济调度双层优化模型,最后在一个典型PIES中进行了算例分析。结果表明:相比于单一的PIES经济调度,所提优化模型可以在只提高4.82%运行成本的前提下,降低PIES约21.37%的碳排放量。同时,通过所提模型可以对PIES的碳流分布进行优化,消除系统的碳薄弱环节,提高PIES的环保性。     

基于资金约束规划模型的分布式电池储能系统协同规划策略

分布式电池储能系统在能量密度方面具有功率快速吞吐、灵活运行等较大优势,已被大量配置于电力系统中,是当前解决光伏并网和消纳的有效手段之一。针对当前储能成本高、收益模型不清晰等问题,提出一种基于资金约束规划模型的分布式电池储能系统协同规划策略,用于在配电网中优化分布式电池储能系统的配置和选址,提高可再生能源在配电网系统中的渗透率,提高其经济性能,并为电力市场提供辅助服务。所提模型将分布式电池储能系统在电网市场机制中的调节、下调和备用等辅助服务表示为利润最大化的混合整数线性规划问题,在支持不平衡配电网运行的同时,最大化参与辅助服务市场的总利润。仿真结果和灵敏度分析验证了所提规划模型的经济性,并验证了线性化非平衡配电网模型的准确性。     

考虑电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置

在微电网中适当的储能配置方案能保证微电网运行的经济性和可靠性。在考虑分布式电源的建设成本、运行维护成本、回收成本、环境成本和能源短缺补偿成本的基础上,提出了一种含电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置策略。该策略在考虑了不同种类储能设施和负荷的基础上,通过对系统出力和负荷的协调来构建经济适用的混合储能系统。并在满足重要负荷和一般负荷的供电可靠性基础上,采用人工蜂群算法得到最优的储能容量配置。最后,以一个具有20年使用寿命的微电网项目来进行对比分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性。     

基于恢复力约束的分布式储能优化规划

提出基于恢复力约束的分布式储能优化规划方法,以保证重要用户的恢复力为前提条件,采用双层耦合规划模型。内层模型在满足电网运行的潮流约束下,灵活地控制重要用户侧分布式储能参与需求侧响应,实现用电成本与动作频次最小的目标,采用竞争深度Q网络（dueling deep Q network, DDQN）结构的深度增强学习方法进行求解,内层模型将分布式储能响应策略传递给外层模型;外层模型进一步基于重要用户的恢复力约束和投资收益校核分布式储能的配置方案,通过双层优化耦合反馈,最终实现基于恢复力约束的分布式储能优化规划。通过分时电价引导分布式储能等重要互动资源参与配电网的优化运行,保证重要用户电力供应连续性的同时给用户明显的投资收益。最后以某10 kV变电站的重要用户储能优化配置为例,分析了所提方法的有效性。     

含分布式电源与储能的配电网扩展规划方法研究

随着配电网中分布式电源与储能的接入,给配电网的规划带来了新的问题。当前研究中较少涉及分布式电源、储能及配电网线路的联合规划方法,为此提出了一种配电网两层扩展规划方法。首先,建立了分布式电源与线路联合规划的混合整数线性模型,考虑了投资费用、运行费用、网损费用及负荷增长等因素。然后,根据储能在配电网中的运行特点和作用,基于傅立叶频谱分析理论,分别提出了配电网中储能的集中与分布式规划策略。以某18节点的配网结构为例,分析所提两层规划方法的有效性,算例结果表明:分布式电源的引入有利于降低配电网投资与运行总成本,频谱分析理论可以为储能规划问题提供有效的解决方法。     

基于阶梯碳交易的低碳园区综合能源系统优化

为建立低碳环保的可持续发展综合能源系统,推动未来能源体系的转型,以低碳清洁和经济最优为目标,构建综合考虑碳排放和经济成本的包含氢储能的电-气-热-氢低碳园区综合能源系统模型,意在消纳新能源发电,做到低碳甚至零碳排放。首先将电转氢设备和氢储能设备引入综合能源系统,然后以系统运行成本和基于阶梯碳交易机制的碳排放成本之和最小为目标,建立低碳园区综合能源系统经济优化模型,最后通过对比不同场景优劣验证所提方法的有效性。