能源互联网视角下城市配电网与其他能源系统的转化研究

在能源互联网视角下，城市配电网与其他能源系统的转化研究是基于城市配电网的多能互补和需求侧管理，将可再生能源、储能、交通等多种能源系统整合在一起，并在此基础上实现多能互补与协调控制，使其成为城市能源互联网的核心支撑。首先，分析城市配电网与其他能源系统之间的相互转化机理；其次，阐述城市配电网与其他能源系统之间的能量流、信息流和物质流；最后，以某城市配电网为例，对其与风电、光伏等分布式可再生能源的协同控制进行分析。     

考虑园区能源互联网接入及其需求响应的配电网规划方法

能源互联网借助互联网信息平台达到能量按需双向流动,但构建园区能源互联网(park energy internet, PEI)是提升能源互联网终端能源利用效率、实现多能互补的重要和关键举措,为此提出含PEI接入及其需求响应的配电网优化规划模型。首先阐述PEI的基本结构,分析PEI对上级配电网的需求响应特性;继而提出含PEI接入并考虑其需求响应的配电网规划思路,其中以等值年投资成本和运行成本为最小目标,以配电网变压器、主线路选型以及需求侧响应容量为决策量,建立了含PEI接入的配电网规划模型;最后以含PEI的10 kV配电网为例进行仿真验证,仿真结果验证了模型的有效性与实用性。     

区域能源互联网多能系统规划决策关键技术及应用

本文在剖析能源互联网发展新趋势基础上,深入分析区域能源互联网多能系统的发展挑战并对多能系统的规划决策技术开展深入研究,针对多能系统中多能能量规划、响应建模、系统多能节点调度分析与系统运行发展评价等现实需求设计了求解办法。同时,构建了基于“大云物移”新技术的信息通信支撑体系,实现多能系统的信息互通与共享。并以浙江能源互联网实际需求为基础,对能源互联网多能系统规划决策关键技术进行了案例验证,以此为基础搭建了能源互联网多能系统综合能源管理系统架构,包括业务架构、数据架构、技术架构与系统布置等,为能源互联网多能协同规划、优化控制与科学评价的系统实现提供了参考。     

区域能源互联网多能协同优化中的储能效益评估

能源互联网通过横向的多能互补和纵向“源-网-荷-储”的高度协调实现能量的高效利用,被视作未来智能电网的发展形态。为评估多元储能配置在区域能源互联网(regional energy Internet,REI)多能协同优化中产生的效益,首先对区域能源互联网的架构进行了分析;接着以多元储能模型、多能耦合设备模型和能源路由器(energy router,ER)模型为基础,构建了多能耦合的储能系统模型;然后从峰谷差效益、环境效益和降低能量损耗效益3个方面提出了储能的效益评估模型,并给出了相应评估指标;最后以一个含电、气、热负荷的商业型REI为算例进行了储能效益计算,分析了不同容量与不同类型的储能配置对REI产生效益的影响,同时验证了所提指标的有效性,为REI中储能的配置与相关市场机制的建立提供了指导。     

冷热电联产型微网规划研究综述

能源互联网是实现能源可持续发展与生态优化的重要途径,其形成与发展受到了学术界工程界的广泛关注.冷热电联产型微网作为能源互联网的基本物理载体,对其进行合理有效规划是探索能源利用高效化、清洁化转型的关键所在.文章在介绍了多能耦合理论、系统供能框架及能源设备类型的基础上,着重从经济性和环保性提升角度综述了冷热电联产型微网的优化调度策略.随后讨论了规划目标模型的建立及其求解算法,最后结合目前研究进展对系统规划的未来研究方向进行了展望.     

能源互联网视角下的未来配电网发展

为适应能源互联网的发展,传统意义上传输电力的配电网将发展为具有承担电、气、冷、热等多能量相互转化、替代与利用功能的新型配电网络。通过分析能源互联网的特征、发展现状及其对未来配电网发展形态的影响,结合配电网发展各个时期特征及电网发展现状,对面向能源互联网的未来配电系统发展形态、驱动因素和演化路径进行了展望。将配电网的发展划分为4个阶段,提出了未来配电网的发展目标、发展路径和重点任务。在此基础上,为了能够综合评估配电网的发展阶段和水平,统一协调整合可调动的能源资源,提出了面向能源互联网的未来配电系统综合评估体系和方法,使得能源供应能够更广泛地满足市场的消费需求。     

考虑多能流广义储能作用的配电网协调规划

能源互联网背景下配电网内逐渐形成能源耦合、能量交互的区域综合能源系统,对提高可再生能源渗透率、解决环境问题具有重要意义.通过网侧资源协同利用与多能流优化调度达到存储能量的目的,并构建多能流广义储能系统;在此基础上,考虑多能负荷和分布式电源的多重不确定性,采用随机优化和鲁棒优化相结合的方法建立基于分季节多场景的三阶段鲁棒规划模型;将各阶段模型转化为混合整数线性规划模型并采用CPLEX进行交叉迭代求解.以改进的IEEE 14-NGS14系统为例,仿真结果验证了所提模型得到的规划方案能有效降低建设成本和运行成本,提高能源利用效率和可再生能源消纳水平,相较于传统鲁棒优化和随机优化,所提模型在经济性和保守性之间达到了良好的均衡.     

园区能源互联网的规划与运行研究综述

园区能源互联网作为"源-网-荷-储-充"协调互补的能源系统,具有多能耦合互补的特性,有助于降低社会供能成本,提升能源利用效率.首先阐述了园区能源互联网的内涵,对其进行结构划分,并讨论了园区能源互联网的功率平衡模型与电-气-热网潮流模型;然后分别从设备规划、多能流优化调度、负荷侧多类型响应和计及储能的优化调度4个环节对该...     

考虑综合能源站用电需求不确定性的配电网变电站机会约束规划

在能源互联网的发展背景下，综合能源站成为了高效清洁的终端用能载体。针对综合能源站用电需求的不确定性，提出了一种基于机会约束规划的配电网变电站规划方法。首先，基于综合能源站的各组成部分，分析了综合能源站作为能源配置中心在配电网中的多能互补特性和用电需求的不确定性；其次，构建了考虑综合能源站用电需求概率分布的配电网变电站机会约束规划模型，并给出了变电站规划中机会约束的检验方法；然后，采用层次性改进的加权Voronoi图算法对变电站规划模型进行求解；最后，通过算例分析验证了所提方法的实用性。     

面向终端能源互联网的能效优化调度

实现能源的高效清洁供给是中国发展的当务之急,为了提高能源利用效率和消纳可再生能源,提出了面向终端能源互联网的能效优化调度模型。针对终端能源互联网多能流特性,引入(火用)的概念并计及系统并网和接入可再生能源的影响,提出了适用于终端能源互联网的新指标—能源利用(火用)效率,建立了相应的能效优化调度模型,通过算例验证了该指标和模型的合理性与优越性。结果表明：能源利用(火用)效率能更加准确地反映终端能源互联网对于能源的高效利用程度;能效优化调度可以促进能量的梯级利用和节能减排,且该调度方法与经济调度的优化结果存在一致性,有助于在增量配电网区域指导终端能源互联网外购电价的制定。     

考虑联合热电需求响应与高比例新能源消纳的多能源园区日前经济调度

在由风机、光伏电池、燃气轮机、热电联产机组、电锅炉、储气设备、储热设备以及电、热负荷构成的热电联供园区系统的基础上,提出考虑联合热电需求响应的多能源园区日前经济调度模型,进一步提高可再生能源渗透率。仿真结果说明了电转气、电转热、储气、储热设备以及联合热电需求响应对高比例新能源的消纳能力及园区经济效益的提升。     

考虑综合能源站柔性调控作用的城市配电网多阶段规划方法

随着城市经济发展与终端用能电气化的普及,以制冷用电为首的电负荷需求持续增加且峰谷差情况愈发严重化,导致现有配电网运行负担逐渐加重。在此背景下,将综合能源站(IES)作为多能流耦合节点,在配电网中引入多能协调互补及蓄能移峰功能,计及多个阶段负荷发展及多类型负荷特征,提出在IES柔性调控作用下的配电网多阶段规划方法。基于IES能流结构及其运行机制,分别在不同气候类型地区负荷模拟场景下,以总规划期内投资与运行经济性最优为目标,建立由线路、变电站和IES构成决策对象的配电网双层多阶段规划模型,规划与运行层模型通过决策变量关联达成一体化协同求解。通过修改后的IEEE 33节点配电系统对所提方法的有效性进行校验,并进一步将所提方法应用于某地实际152节点配电系统,分析不同负荷特征下配电网规划运行效益、负荷峰谷差调节效果及IES运行状况,得出计及IES的城市配电网规划方法的实用性结论。     

多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战

有效能源的获取、转换、控制和利用是现代人类文明的核心,能源互联网作为能源系统的新一步革新,将分布式能量转化、存储装置和各类型负荷构成的冷、热、电、气等能源节点连接起来,以实现多种能量双向互补与集成优化。文中选取能源互联网在多能互补集成优化方面的关键技术为研究对象。首先,总结了近年来能源互补集成的研究现状。然后,以多能流混合建模为基础,对多能系统规划、智能调控、协同控制与互动、综合评估、系统信息安全与通信及能源交易和商业服务运行模式等关键技术和挑战进行归纳。最后,对未来能源系统在多能互补优化方面的研究进行展望,以期为多能互补、集成优化提供部分研究思路。     

计及可靠性的电-气-热能量枢纽配置与运行优化

含可再生能源的电—气—热互联多能源系统可实现多能源网络互联与多能源优化利用,有效解决资源匮乏与能源浪费等问题。能量枢纽是多能源耦合的关键,但现有的能量枢纽优化配置问题未考虑系统运行可靠性的影响。因此,重点研究多能源系统中计及可靠性的能量枢纽优化配置问题。首先,针对风机、变压器、热电联产、燃气锅炉、电储能、热储能等设备组成的能量枢纽,建立了一种新型多能源系统容量协同优化配置的混合整数线性规划模型。然后,根据该双层优化模型计及能量枢纽的运行可靠性,引入失负荷期望等可靠性指标作为约束。最后,为了确定配置方案,结合优化策略进行整体规划,同时得到各机组能量分配情况,对算例进行仿真分析。结果表明,提出的模型有利于负荷供应可靠性的提升。     

泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术综述

泛在电力物联网鼓励各种分布式电源、储能以及电动汽车等大量的新型电力设备接入配电网侧。传统的配电网结构在未来将会出现巨大变化,导致原有的规划技术将难以适用于配电网对于供电安全性与稳定性等指标的要求。基于以上现状,对适用于泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术进行综述。分别从主动配电网中负荷预测与发电预测、选址定容、规划方案多维度评估等方面,阐述了新形势下配电网规划技术可能遇见的难点与挑战,归纳评价了多种复杂理论与优化算法。最后给出了对于新形势下主动配电网规划技术的总结与未来展望。     

考虑冰蓄冷空调多模式的工厂综合能源系统多能协同优化模型

综合能源系统(integrated energy system,IES)是实现多能耦合与能量梯度利用的关键技术。工厂是包含多种能源形式的复杂能源系统,存在较大的优化空间。文章针对工厂IES提出一种考虑冰蓄冷空调多种工作模式的多能协同优化模型。首先介绍工厂IES供能架构,并对IES中的各类设备进行建模。然后,以运行维护成本、购电成本、燃料成本和储能折旧成本构成的日运行费用最低为优化目标,在冷热电功率平衡约束以及设备物理约束下,采用混合整数线性规划法对模型进行求解。算例分析表明,多能协同优化策略能够有效减少工业用户的运行费用,设备的不同工作模式也将影响工厂的供能策略。优化模型可根据工厂设备工作模式不同,提供更加准确的优化策略,在工程实际中具有很好的参考价值。     

冷热电微电网分布式电源的区间优化模型

随着能源互联网的迅猛发展,多种能源协调运行成为目前研究的热点。基于此,本文研究了含有电热冷三种能源的微电网内分布式电源的最佳规划与运行。首先,文章建立了微电网内各微电源的运行模型（冷热电联供机组,电锅炉,风机,光伏,电热冷储能和电制冷机）。其次,采用了微电网净限值指标来衡量该项目的经济性并得到了各分布式电源的最佳容量及协调运行模式。最后,本文将模型转化为线性模型并采用Matlab-Yalmip 平台调用Cplex 求解器进行仿真求解。仿真结果表明,多能源微电网能实现多种能源的交互和协调调度。同时,本文多能源微电网还与传统的分产微电网系统进行了对比以验证多能源微电网的合理性和必要性。