多能互补环境下综合能源供给侧协调调度方法

为平衡综合能源生产量和消耗量,研究设计了一种多能互补环境下综合能源供给侧协调调度方法。将最低能源调度运行成本作为目标,构建综合能源调度目标函数。然后通过互相转化热能、天然气、电能,使能源的生产和消耗量达到平衡,再结合机组运行时间和调度出力,设计约束目标函数的约束条件,从而建立能源调度模型。在此基础上,采用分支定界法得到模型最优解,从而获得能源供给侧最优调度策略。实验结果表明:应用本文方法后,电能、热能、天然气的生产和消耗达到平衡,充分满足了园区负荷需求,使得能源调度运行成本满足设计预期。     

灵活性裕度技术在电网荷源联合调峰节能降耗控制中的应用

城市发展与新能源渗透导致电力系统运行难度增大、电网荷源联合调峰控制消耗增加,为此,提出基于灵活性裕度的电网荷源联合调峰节能降耗控制方法,减少污染排放,达到节能降耗目的。以电力系统的上调和下调灵活性裕度指标为基础,以最大抽蓄调峰效益、最大风电消纳电量、降低发电机组能耗为目标,结合气电功率平衡、火电机组、水电站等约束条件,建立荷源联合调峰协调滚动节能降耗控制模型;将模型分为水电、气电、火电3个调度层实施分层求解,实现电网荷源联合调峰节能降耗控制。实验结果表明,该方法通过灵活性资源配置可避免切负荷情况出现,全额消纳风电资源,最大限度地利用电网能源;同时该方法应用后可减少火电开机机组台数,可减少341 t污染物排放,减排率达到4.3%,节能降耗效果显著。     

双碳量约束下智能电网多目标分层节能选择规划方法

为了实现智能电网节能减排的目的,提出双碳量约束下智能电网多目标分层节能选择规划方法。建立双碳模型,明确区分再生塔和吸收塔处置的二氧化碳量;以智能电网的最大净收益为目标函数,确定双碳模型约束条件;从日前调度和实时调度2个方面,搭建基于双阶段调度的规划模型实现碳采集机组以及风电机组协调优化,实现智能电网多目标分层节能选择规划。实验结果表明,该方法应用的双碳模型更具经济性、高收益低排放优势;该方法在联合模式运行下,只要1组储能电池即可实现惩罚成本为0,此时收益价值较高;该方法规划后可显著降低CDM、ET两种贸易交易价格提高后的电网碳排放量。     

考虑碳交易—绿证交易的可再生能源优化调度策略

在双碳目标背景下,含可再生能源机组的电力系统调度面临着成本优化和系统稳定运行的挑战,为此,提出考虑碳交易—绿证交易的可再生能源优化调度策略。首先分析碳交易和绿证交易基本模型,分析需求响应机制对系统调度的影响,建立以经济性最佳为目标的优化调度模型,考虑需求响应的作用约束,考虑日前调度和实时调度的偏差,利用仿真分析论证了本文所提模型的有效性和算法的可靠性。     

清洁可再生能源节能潜力评估方法研究

为选择节能潜力大的清洁可再生能源替代化石能源,提出清洁可再生能源节能潜力评估方法。构建最大化清洁可再生能源发电量、最小化发电成本目标函数,设置新能源机组出力等约束条件,构建新能源出力时序运行模拟模型,采用粒子群算法求取模型最优解,得到新能源连续供电运行状态,根据机组最优功率分配和发电量,计算新能源发电量占比、发电功率占比、化石燃料耗率降低量,并将其作为节能潜力评估指标,判断新能源节能潜力大小。仿真实验结果表明,应用该方法后的水电机组新能源发电量占比、发电功率占比、化石燃料耗率降低量最高,节能潜力最大,电力系统应增加水电机组装机数量。     

一种多源异构配电网实时调度优化模型的研究

针对多源异构配电网的实时调度不能积极消纳分布式电源的问题,在日前调度模型的基础上提出一种基于实时调度优化模型,该模型在负荷预测的前提下充分利用分布式电源和储能设备的供电能力,降低了在用电高峰期对主网供电的依赖,并采用基于帝国竞争算法对优化模型进行求解。经过仿真试验验证,基于该模型的实时调度能够高效利用分布式电源和储能设备的供电能力降低主网用电峰值,使得配电网的运行成本降低2.59%。     

基于PLC的大型风电机组主控系统的设计

针对风力发电风向具有随机性、不确定性特点,用PLC来对风力发电进行控制,设计一套单台风电机组的主控系统,实现对风电机组的启动控制、偏航控制、温度控制及变压器控制。以PLC为主控制器的主控系统在处理工作现场各机组控制信号的过程中表现良好,再利用一些软件工具对机组运行状态进行控制,可有效提高风能利用效率,提高风电机组的发电量,减小风电成本。     

基于双层规划的能源互联微网系统的能量优化调度模型研究

针对能源互联微网系统的多能源协调优化调度的问题,结合双层规划理论分析建模。以多能源间能量转化关系为上层决策控制基础,建立微网系统综合运行成本最小的目标模型,以电能子系统、热能子系统、气能子系统的运行计划为下层决策变量,构建各能源子系统最优运行经济优化指标。在模型求解方面,结合改进指标的多目标蚁群算法求解双层目标优化模型。通过算例结果可表明,所建立的双层优化调度模型适用于多能源类型的协调互补问题,充分发挥出微网系统运行的经济性优势。     

烟气再循环技术在循环流化床锅炉(CFB)深度调峰中的应用

随着国家能源结构的调整,风力发电、光伏发电等新能源装机容量不断扩大,为了保证新能源发电消纳,避免出现“弃风弃光”现象,作为电力供应的“压舱石”,火电机组实现并参与深度调峰已经成为必然趋势。截至2022年年底,江苏电网共有107台火电燃煤机组完成深度调峰试验,装机容量6 501万kW,占全省30万kW及以上公用常规燃煤机组比例92%。江苏徐矿综合利用发电有限公司2×300 MW亚临界CFB机组,现有SNCR脱硝设备不能满足机组深度调峰负荷下的NO_x超低排放要求。2022年徐矿发电公司分别对2台机组进行了烟气再循环改造,改造完成后2台机组分别通过了30%Pe的深度调峰实验,机组具备深度调峰能力。     

燃煤及其替代发电方案的生命周期成本分析

用生命周期思想,将环境因素的外部成本内部化,提出生命周期成本分析方法.应用此方法对不同发电方案的经济性能进行了评价.从生命周期环境影响、各阶段的外部成本、各排放物的外部成本和生命周期总成本4个角度综合分析对比常规粉煤发电（C-F）、整体煤气化联合循〖BF〗环（IGCC）和天然气联合循环（NGCC）的经济成本.结果表明:不考虑发电引起的环境成本,C-F的经济优势明显,发电内部成本分别较IGCC和NGCC低0.052和0.079元/(kW·h).对于NGCC,其外部成本只有0086元/(kW·h),因此其生命周期成本大大低于煤电方案.综合考虑经济成本和环境污染2个因素,NGCC的综合性能最优.而作为洁净煤发电技术,IGCC的外部成本只有C-F的13.9％,是适合我国能源结构的C-F替代发电方案.     

计及协同调峰的新能源供电出力调度模型设计

考虑当前模型在新能源供电出力调度中存在难度大、经济性差的问题,设计了计及协同调峰的新能源供电出力调度模型。利用协同调峰的方式,规划居民的用电时段,根据不同的时间尺度,制定了新能源供电出力调度计划。采用非参数估计方法,拟合处理了储能额定功率和最小容量,使用粒子群算法,寻找储能配置目标函数的最优值,得到新能源供电系统中蓄电池的使用寿命,完成新能源供电系统的储能容量配置。以供电系统的最小运营成本为目标函数,构建了新能源供电出力调度模型,通过柯西变异算法改进了粒子群算法,实现了新能源供电出力调度。算例结果表明,文中调度模型在新能源供电出力调度中能够降低调度难度,有效提高新能源供电出力调度的经济性。     

混合粒子群优化算法的新能源电网规划研究

以合理规划新能源电网,降低电网电能损耗,提升新能源消纳能力,设计了混合粒子群优化算法的新能源电网规划方法。以最小电能损耗与最大新能源消纳为目标函数,潮流功率、容量、线路输电能力、风能与太阳能出力为约束条件,建立新能源电网规划模型;通过结合自然选择机理与粒子群算法,设计混合粒子算法,在混合粒子群算法内引入混沌扰动与变异策略,避免惰性粒子陷入局部最优,优化混合粒子群算法,利用优化混合粒子群算法求解规划模型,获取最佳规划方案。实验表明,该方法可有效获取最佳规划方案,降低电能损耗,提升新能源消纳能力,提升电网断面利用率;规划后的电网日累计发电量显著提升、碳排放量显著下降。     

新能源电力系统的规划及应用研究

在当前大多数电力系统生产仿真方法中,尚未全面考虑新能源发电的输出特性。根据风电发电和光伏发电的历史运行数据,采用统计方法对其进行了功率输出特性的分析。在此基础上,以最低生产成本或最佳节能减排效果为优化目标,建立以电力平衡、电力平衡和峰值平衡为基础的大规模集成新能源发电的电力系统运行模型。利用所提出的电力系统运行模型,基于中国西北电网进行了运行仿真,分析了不同系统运行条件下的新能源电力条件。仿真结果很好地验证了所提出的电力系统运行模型在大规模新能源发电产业电力系统的适应分析中的有效性。     

黄河兰州段湿地景观清洁电能自循环系统设计

为满足各类湿地景观所需的基础电能,减少社会公共资源的浪费,设计黄河兰州段湿地景观清洁电能自循环系统。以湿地空间内存在的能源为基础,从清洁角度出发,采用风能、光能、水能以及人体踩踏能等方式作为清洁电能的原材料,结合同步风力发电子系统、折叠式太阳能自动追踪光伏发电子系统等不同类型的发电子系统,构建清洁电能产生—存储—使用的应用模式,由此实现清洁电能的自循环,为黄河兰州段湿地景观提供电能。实验结果显示,黄河兰州段区域内该系统日发电量均值约为105 608 kWh,而湿地景观日用电量均值约为1 055 918 kWh,说明该系统能够有效满足黄河兰州段湿地景观用电量需求。     

计及EV和电池储能的能源调度策略

为了降低家庭用电成本,将两阶段随机规划应用于家庭能源管理系统,优化电动汽车和电池储能设备的调度策略。随机规划的决策变量是电动汽车和电池储能设备的充放电功率。为了创建随机场景,使用人工神经网络随机生成光伏系统的发电量、家庭用电负载、实时电价等随机变量。通过不同调度方案的实验,深入分析了退化成本、充放电率、电池成本对调度结果的影响,通过随机解度量值(VSS)来分析随机规划方法的效率,最后证明了考虑电动汽车和电池储能设备能源调度策略能够有效降低用电总成本。     

矿井通风系统节能减阻研究

随着采矿设备的快速发展,矿井机械化程度越来越高,矿山年用电量也在不断增加。根据生产系统特点,用电环节主要包括提升、排水、通风、压风自救等系统。统计资料表明,矿井通风系统耗电量约占全矿总用电量的1/3左右。风机的输入功率主要消耗于总进风线路、采区网路、总回风线路中。所以,做好矿井通风系统节能减阻,应从以上三个方面综合考虑。针对某矿通风系统阻力分布特点,以经济断面法为研究手段,通过经济技术比较、计算验证,提出了某矿山总回风线路最优通风断面参数,较好地实现了节能减租的目的。经过计算,某矿山回风巷道在保持井巷通过风量不变的前提下,采用最优通风断面后,一次性增加了1 177.9万元掘砌费用,而在服务年限7 a内可减少通风费用8 827.98万元,节能减阻经济效益十分明显。     

新能源电力系统复合储能多目标优化研究

针对当前新能源电力系统复合储能单元的性能不能满足电力系统的发展要求问题,设计基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法。分析光伏发电单元与风力发电单元结构特征,构建了复合能源容量数学模型;分析了当前新能源电力系统运行要求,确定了复合储能优化目标函数;使用机会约束规划技术,完成了目标函数的求解过程。至此,基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法设计完成。构建算例实验环节,实验结果表明:机会约束优化方法可同时完成多个目标的优化过程,进一步提升复合储能单元使用效果。