含P2G和复合储能的高速公路服务区综合能源系统日前优化调度

为了提高高速公路服务区综合能源系统可再生能源消纳能力、降低经济成本,本文面向高速公路服务区中电、气、冷、热等多态能源,基于能源枢纽矩阵建模方法,建立能源供给侧、能量转换侧和负荷需求侧各模块的能量转换与供需耦合特性模型;在充分消纳可再生能源的情况下,以系统运行总成本最小为目标函数,建立系统优化调度模型;针对同一负荷不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能最大程度使用风光发电,降低系统总运行成本;供给侧引入电气耦合与负荷侧引入复合储能的调度结果表明,所提模型能达到系统运行费用最优,同时可实现系统周期内运行费用的“削峰填谷”。     

面向零能耗建筑的多种可再生能源系统建模与优化（英文）

为了服务碳中和目标,由多种可再生能源组成的多能互补系统(MRES),例如风能、太阳能和地热驱,被认为是减少建筑领域二氧化碳排放和节能的有效解决方案。容量优化设计方法是实现系统100%可再生能源利用的必要手段。本文针对MRES的容量设计构建了一种双目标优化方法,以系统成本最低和系统供能实时可靠性为优化目标,利用带约束遗传算法(GA)结合供电可靠性(LPSP)方法作为寻优算法。基于MATLAB软件,开发了一个优化应用程序,给用户使用提供优化界面,在给定负载需求时可以输出优化的设计参数。以一个游泳池建筑为案例来展示所提出优化设计方法的流程。与传统的分布式能源系统相比,MRES的年度总成本(ATC)较低,且ATC随着可再生能源系统的供电可靠性的降低而降低。与LPSP法为0%的基线情况相比,当供电可靠性值等于8%时,年度总成本下降24%。     

主动配电网多阶段规划

分析了主动配电网扩展规划的多阶段规划思想,提出了主动配电网多阶段扩展规划的二阶锥规划模型.模型以规划期内配电网社会总成本综合费用最小为目标函数,约束条件中除了考虑传统的设备建设安装约束、网络运行安全约束、主动管理约束外,还增加了阶段与阶段之间建设方案的约束.通过Portugal 54节点系统的算例分析和计算结果,验证了长期乃至远景电网发展规划宜采用多阶段规划.这样不仅可以保证各阶段规划方案满足负荷增长需求,而且可以大幅降低系统中的规划费用,提高规划方案的经济性.     

考虑阶梯碳交易机制的含混氢天然气综合能源系统容量配置

针对综合能源系统的低碳排放要求与负荷需求特点,提出一种考虑阶梯碳交易机制和混氢天然气的综合能源容量配置方法。首先,为缓解风光能源出力波动性建立以氢气储能为媒介的氢能系统,再考虑氢能对天然气的替代作用,创建由氢储能与液化天然气构造混氢天然气的综合能源系统架构;然后,引入阶梯碳交易机制约束系统碳排放;最后,以包含运行成本和年化投资成本的年投资总成本为目标函数,进行容量配置优化。算例仿真结果验证了所提模型和策略能有效降低碳排放和年投资总成本,对综合能源配置具有重要参考价值。     

考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置

综合能源系统中储能优化配置和需求侧响应的应用,可解耦热电联产机组（CHP）运行的“以热定电”约束,提高能源利用效率。因此,考虑源荷双侧发电、供热、用电、用热性能,在源侧加电、热储能实现热电联产机组的热电解耦,荷侧充分利用电、热综合需求（IDR）资源可调度资源,建立考虑综合需求响应的区域综合能源系统电、热储能容量优化配置模型。该模型考虑储电储热约束、功率平衡约束等,以区域综合能源系统年总费用最小为目标,解决电、热储能的经济配置最优问题。算例结果表明,电、热储能与负荷侧协调运行可降低运行成本,考虑综合需求响应可减少储能配置容量。源侧储能配置和负荷侧的综合需求响应促进风电消纳,提高综合能源系统运行的经济性、精准性和灵活性。     

江水源热泵与分布式复合联供系统在医院供能中的优化配置

为了对医院的供能分布式系统进行优化,提出了由2个江水源热泵与原分布式系统组成的复合系统模型,将其应用于上海某医院,利用TRNSYS软件分析对比了燃气轮机有无回热和江水源热泵性能系数（COP）变化下优化系统与原系统的年总成本。研究结果表明：随着江水源热泵COP的增大,年总成本逐渐减小;燃气轮机无回热时的年总成本低于有回热时的年总成本;江水源热泵处于制热端时分布式复合联供系统的年总成本最优,年总成本要远低于原系统方案。     

考虑可再生能源消纳的建筑综合能源系统日前经济调度模型

“双碳”战略目标下,随着以新能源为主体的新型电力系统与分布式智能电网建设的不断推进,具有随机性特点的可再生能源发电大规模并网消纳问题日益凸显。本文面向建筑综合能源系统提出一种日前经济调度模型,旨在利用其多元化负荷需求与灵活性调节的特点,在满足用能需求与电网交互的基础上最大程度实现可再生能源的就地消纳。首先,根据建筑能耗特性,通过配置地源热泵等具有高能效比的电制热设备来解耦热电联产“以热定电”的运行模式、并引入含有蓄电池和储热罐的混合储能装置来进一步增强系统调节能力。然后,考虑供需平衡、设备出力、储能运行、联络线交换功率等约束条件,以含有机组启停、弃风弃光损失等费用在内的总运行成本最小为目标函数,建立日前经济调度模型,并调用CPLEX求解该混合整数线性规划问题。最后,根据设置的不同场景,以系统运行成本、能源利用率和可再生能源消纳能力为评价指标进行算例仿真。仿真结果表明：相较于传统的热电分供模式,设置地源热泵和混合储能系统的综合能源系统可以降低约50%的运行成本,能够提高近50%的能源利用率,且可以完全消纳可再生能源,并随着能量转换装置能效比的提升能够进一步的降低运行成本,具有较好的可操作性与社会经济效益。     

湿天然气管道积液处理方案设计与分析

积液得到必要的处理是湿天然气集气管道日常运行管理中面临的重要任务之一。为了减少集气管道中积液带来的影响和危害,基于OLGA软件的清管工艺瞬态仿真方法,建立了积液在湿气管道中的发展过程预测模型,开展了湿气管道积液沉积以及发展规律分析,在此基础上进行了湿气管道积液处理方案设计和模拟仿真,对所设计积液处理方案的有效性进行了评估。指出在集气管道间增设分离装置可以明显降低集气管道中的积液量和延长管道积液发展直至稳定的持续时间,为减小管道清管频次以及优化末端处理装置容积提供参考;在同等输量以及管道末端压力约束不变条件下,管间增设分离装置可以有效降低管道起点的动力需求,有利于整体工艺流程的节能降耗。     

先进控制技术的应用与研究

近几年来,集散控制系统已经在石化校园上普遍推广应用,为了进一步提高其控制水平,开发控制系统的先进功能,克服目前ＤＣＳ存在的“高能低用”运行状态,国际上已经应用了先进控制技术（ＡＰＣ）,在不打破过程约束的前提下,使生产稳操作,并使生产装置达到提高加工能力和产品质量,控制适宜的反应深度,降低被控制参数的标准偏差,达到装置操作接近产品规格指标（即目标值和设备极限）。以国内某厂催化裂化装置先进控制器为例,     

面向规模化风电消纳的电-气-氢能源互联系统协同规划

高比例风电接入系统趋势下,考虑将规模化新能源转化为氢气等清洁气体,配合燃气设备发电,以解决可再生能源消纳和减少碳排放问题。首先介绍了电-气-氢能源互联系统能流结构框架和关键设备运行模型;其次,计及源、荷的不确定性,构建含燃气机组、储氢装置、燃料电池以及电转气(Power To Gas, P2G)设备的优化规划模型,通过二阶锥松弛和分段线性法将其转化为混合整数线性规划模型进行求解;最后采用IEEE-9节点电力网络和7节点天然气网络联合系统进行算例验证。结果表明,储氢装置及燃料电池的应用,降低规划总成本的同时能够提升风电消纳和减少碳排放,且考虑不确定性的规划方案能够提高系统灵活性,保证系统可靠运行。     

虚拟电能交易驱动的光储聚合商容量优化配置

近年来，在双碳目标、新型电力系统的背景下，近乎零边际发电成本的分布式清洁能源装机得到迅速发展。然而，如何研究含分布式清洁能源“产消者”之间能源交易机制及这种交易行为对规划的影响面临重要挑战。针对含光伏和储能的光储聚合商之间交易行为影响，提出了一种基于虚拟电能交易驱动的光储容量优化配置方法。首先，以光储聚合商效益函数为基础，构建了光储聚合商之间的电力交易协商过程与撮合机制，以产生电能定价并模拟一定容量配置下系统优化运行状态；其次，考虑多个聚合商分散交易行为对容量配置的影响，建立考虑虚拟交易影响的光储聚合商容量优化配置模型，该模型将交易行为的影响以交易成本的形式融入运行构成，以光储容量配置成本与运行成本最小为目标函数，通过交易规划约束保证系统的安全性；最后，仿真结果发现：本文提出的光储聚合商效益函数能够指导光储聚合商之间的交易定价行为，模拟分散交易，电能的价格和负荷水平受到储能与光伏容量配置的影响；通过考虑交易定价机制对光储容量配置的影响与优化引导效果，得到了聚合商经济性最优的容量配置方案，满足负荷正常消耗并避免了储能规划投资上的浪费。本文为含可交易能源的光储聚合商交易层面提供了定价策略，为考虑分布式清洁能源交易影响的光储容量优化配置方法提供了有效一定参考。     

基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

考虑环境影响的分布式能源系统优化设计与运行策略研究

分布式能源系统是迄今为止已商业化的天然气利用最佳方式、利用环境炯经济学原理，将环境效应融入分布式能源系统的优化设计和运行之中；采用热力学量炯作为能源-环境-经济联系的纽带，综合考虑热力学、经济学和环境目标．探讨了分布式能源系统的环境炯经济学建模及综合分析、优化求解策略，以期为开发能耗最低、污染最小、效益最好的分布式能源系统提供理论指导．     

一种石油钻采设备关键零部件再制造性的成本评估方法

在分析石油钻采设备再制造流程的基础上,通过定量评估各再制造环节的成本支出,提出一种再制造性的成本评估方法.该方法着重考虑了工艺性成本、能耗性成本及环境性成本等因素对设备零部件再制造性的影响,提出直接从成本消耗角度评估再制造性的策略;废旧石油钻杆的再制造性和钻井泵曲轴的再制造性评估作为示范,对该方法进行应用测试.结果表明...     

基于先进绝热压缩空气储能的区域综合能源系统优化策略

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)装置作为目前最具潜力的储能装置,能更好地促进区域综合能源系统对新能源的消纳、传统能源的高效利用并降低环境污染.本文建立了一种含先进绝热压缩空气储能装置的区域综合能源系统供能优化模型,分析了先进绝热压缩空气储能装置的储能特性以及区域综合能源系统的电功率平衡、热功率平衡和各类供能装置的运行约束.利用GAMS优化软件求解传统区域综合能源系统模型和本文所建立模型在日周期内的运行成本,从环保性和经济性两个方面进行比较,结果表明本文所建立的模型在降低成本、促进新能源消纳和节能减排方面是有效且可行的.     

长输热油管道运行方案的优化

对于输油计划已定的热油管道,输油能耗主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。在保证安全及时完成输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小,对于降低企业输油成本具有非常重要的意义。以降低能耗为目的,以热力费用与动力费用之和最小为目标函数,建立了长输热油管道优化运行模型,并采用两层嵌套法来求解,即穷举出各种可能的开泵方案作为外层嵌套,将进站温度的优化作为内层嵌套。对于外层嵌套的每一种开泵方案,用动态规划法优化出内层嵌套的各站进站温度,从而计算出一个总能耗费用;遍历各种开泵方案得到不同的总能耗费用,所有能耗费用中的最小者即为最优解。根据所建模型编制了相应软件,为加热原油的长距离优化输送提供了决策依据。     

天然气分布式能源冷、热、电三联供方案分析——酒店天然气分布式能源应用及建议

根据天然气分布式能源系统的特点——能源梯级利用,对某酒店的燃煤热源进行改造建设.实现能源从高到低的利用效率最大化,针对不同的用户、建筑、营业性质、能源需求,制定解决供能问题的方案.从技术层面上来讲,天然气分布式能源的技术是成熟的、可行的,可以给用户来带实际利益,实现节能减排,降低运营的成本;利用政府扶持政策,使投资方为用户提供全方位的能源供给的同时,使项目能够正常运营,逐年收回投资成本.     

高寒地区新建庆哈输油管道生产运行参数优化

对输油管道进行生产运行参数优化,可有效降低运行能耗,提高管道输送的经济效益.针对高寒地区新建庆哈输油管道,以生产运行能耗最低为目标,以温度约束、压力约束、输油泵工作特性约束等为约束条件建立了生产运行参数优化模型.为提高求解效率,采用混合PSO-Powell算法对该模型进行求解.优化结果表明,优化后热能损失降低了38.3...     

含冰蓄冷空调的CCHP微电网优化调度

冷热电联供(CCHP)型微电网作为综合能源系统的基本物理构成,可实现可再生能源的消纳和多能互补,是实现能源可持续发展和改善生态环境的重要手段。考虑经济性和环保性,以综合运行成本最小为目标,搭建了含冰蓄冷空调的CCHP型微电网优化调度模型采用改进粒子群算法进行求解,得到不同调度方式下系统的产能方案。通过算例分析对比了运行策略对于优化结果的影响,并验证了优化模型的有效性。     

非均匀降膜式气液交叉流除尘系统运行能耗数值分析

气液交叉流(GLCA)除尘系统通过分布板形成阵列液柱群以捕获工业尾气中的颗粒物,尾气颗粒脱除率随液柱群阵列单元排数的增加而增大,但系统运行能耗较高且主要集中于循环水耗.为降低循环液量及运行能耗,提出仅在对颗粒捕获起主要作用的迎风面布膜的非均匀降膜阵列以代替原液柱阵列.采用大涡模拟(LES)和离散相模型(DPM)分别对不...