含光伏蓄电池的冷热电联供系统运行模式评估

冷热电联供(CCHP)系统以其高效、清洁的特点而受到广泛的关注。将作为清洁能源和可再生资源的太阳能加入联供系统,可以进一步缓解能源危机和环境污染问题。为了提高分布式电源并网的稳定性,设计了一种可以平滑输出功率的光伏蓄电池系统,并将其与传统的CCHP系统相结合构建了一个综合型的联供系统。在热跟随(FTL)和电跟随(FEL)两种运行模式下,考虑电动汽车充电负荷的影响,评估环境成本和全寿命周期成本两个指标。     

冷热电联供微网环保经济调度研究

针对微网同时承担冷热电三种负荷的情况,提出了考虑蓄热蓄冷蓄电装置以及微源的冷热电联供微网环保经济调度模型。模型中设置冷热电供需实时平衡、微源及蓄能装置出力限制为约束条件,以微网运行的经济和环保的综合成本为目标函数。以一个包含燃气轮机、燃料电池、余热锅炉、吸收式制冷机、蓄电池、蓄热装置、蓄冷装置的微网为例,采用混沌粒子群优化算法对模型进行优化求解。算例验证了所提模型和算法的有效性,并讨论了不同蓄能装置对调度的影响。结果表明,蓄电池虽引起损耗上升,但能提高运行的经济性;蓄冷蓄热装置协调燃气轮机出力,降低了损耗和成本。     

含冷热电联供的微网优化调度策略综述

首先简单介绍了冷热电联供(CCHP)系统常见的运行模式,并据此提出了CCHP系统和微电网结合的必要性;然后针对含CCHP系统的微网,分别从经济性优化目标和随机性处理方法 2个方面重点综述了CCHP微网的优化调度策略,并探讨了其未来的发展趋势;接着综述了CCHP微网优化模型的求解方法,并强调了智能算法在优化调度领域的广泛应用;最后从集中式和分布式2个方面介绍了CCHP微网优化调度策略的具体实现方式以及两者的优缺点、适用范围。     

耦合太阳能的冷热电联供系统双层运行优化配置设计

天然气冷热电联供系统作为环境友好型和资源节约型的能源形式广泛应用于建筑供能。为解决综合能源系统容量配置和运行方案割裂致使供能效果不佳的问题,在使用PVsyst软件估算光伏发电系统出力的基础上,构建耦合太阳能的冷热电联供系统双层优化模型,利用KKT条件将其转换为一般的单层模型进行求解,并以上海某酒店为例验证模型对建筑供能系统节能降耗的推动作用。结果表明:相较于“先配置优化后运行优化”模型和“先运行优化后配置优化”模型,双层模型在实现综合成本最低的前提下,提升了供能的灵活性和可靠性,显著增强了用户的用能体验。     

分布式区域冷热电联供系统

建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题。冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段，该系统能源综合利用率高，一般均可达到70％以上。本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点，提出一种基于热气机的天然气能源岛系统，并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用，对于节约能源、环境保护、能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义。     

含冷热电联供的微电网系统最优经济运行分析

冷热电三联供系统是一种建立在能量梯级利用概念基础上,将制冷、制热及发电过程一体化的总能系统。微电网则解决了分布式电源大规模接入的问题,能够有效利用各种分布式电源,同时其灵活、智能的控制特点,在解决能源短缺、环境保护和改善电能质量等方面表现出极大潜能。在微电网中,如何合理调度三联供的出力是提高能源的利用效率,同时减少碳化物和有害气体排放的关键之一。以左安门具体用能情况为例,针对与外部配网系统并网状态下,利用改进粒子群优化算法获得一种冷热电三联供在微电网中的经济运行最优方案,并对结果进行分析。     

含冷热电联供系统微电网优化运行研究

为使冷热电联供(CCHP)型微电网系统能够可靠、安全、经济的运行,首先要考虑对新能源充分的利用,其次要结合储能系统的使用约束以及影响因素。本文建立了冷热电联供型微电网数学模型,综合考虑了各微电源的运行维护费用、燃料费用以及购售电费用等,采用改进粒子群优化算法,针对运行成本最小为目标进行计算仿真。最后以某小区为例,对得出结果进行分析讨论,验证了本文方法的理论性和实用性。     

冷热电联供系统的设计、运行及分析

冷热电联供作为一种分布式供能系统,实现了能源的梯级、高效利用,是目前电力工业和能源产业的重要发展方向。通过介绍常用冷热电联供系统方案及其原理,并针对各个方案的优缺点结合项目需求,使用了带有蓄能环节的冷热电联供系统设计方案,实现了能量使用的削峰填谷。同时,对系统内主要设备的选型、配置原则以及系统主要运行方式、运行工况进行了详细阐述,通过对系统的电气运行方式及相应控制策略的分析,建立了冷热电联供自动运行控制系统。最后,以蓄热工况实验为例,对系统运行性能及影响因素进行了分析,并给出了实验数据及分析结果。通过实验运行显示,系统一次能源利用率达到了70%,系统运行安全可靠。     

冷热电联供微电网的网络损耗优化调度策略

针对冷热电联供微电网的能量优化调度问题中存在的不确定性,计及风力发电和光伏发电的不确定性,采用随机机会约束规划模型进行建模。以机会约束形式的系统综合运行成本为目标函数,计及功率平衡约束等必要的约束条件,建立基于随机机会约束规划模型的冷热电联供微电网能量优化调度模型。所建立的模型能够充分考虑系统并网的风力发电和光伏发电出力的不确定性,所制定的能量优化调度方案是基于风光出力的随机分布的,因此更具备全局性,经济型。仿真算例表明,并网模式下的系统运行成本要显著低于离网模式下的,同时通过模型能够给出能量优化调度方案制定过程中系统成本高低和风险的关系,从而为决策者提供参考。     

冷热电联供型孤岛微电网环保经济调度模型

分布式风光伏及冷热电负荷具有较强的不确定性,增加了孤岛微电网的调度运行难度。研究冷热电联供型孤岛微电网的环保经济调度问题,通过在孤岛微电网中融入可中断负荷,将可中断负荷视为虚拟发电资源参与微电网调度运行,同时考虑微电网运行方案的经济性和环保性。采用基于可信性测度的模糊机会约束规划处理分布式风光及冷热电负荷的不确定性,进而转化为确定性等价类。采用基于满意度指标的多目标处理方法兼顾经济目标和环保目标。算例分析验证了模型的有效性。     

含冰蓄冷空调的冷热电联供型微网多时间尺度优化调度

冷热电联供型微网(CCHP-MG)对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值,而内部复杂的能源结构与设备耦合关系、可再生能源的消纳和负荷波动的平抑给其优化运行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。行带来了挑战。文中提出含冰蓄冷空调的CCHP-MG多时间尺度优化调度模型,研究冰蓄冷空调的不同运行方式对优化调度的影响。日前计划中通过多场景描述可再生能源的不确定性,侧重于一个运行优化周期内CCHP-MG的经济运行;日内调度基于日前计划方案,根据冷热电在不同时间尺度上的相关性和互补性,提出考虑冷热负荷变化的双层滚动优化平抑模型,求解各联供设备的调整出力。仿真结果表明:冰蓄冷空调的运行方式关系到CCHP-MG的综合效益的提高;多时间尺度优化调度模型不仅可以满足用户的冷、热、电能的需求,还能有效平抑日内阶段供需侧随机性波动,实现CCHP-MG经济及稳定运行。     

具有两种制冷方式的CCHP系统优化运行策略及其判别条件

基于冷热电负荷组合和满足制冷负荷的方式,将包含吸收式制冷和电动制冷的冷热电联产系统的运行空间分成4种状态,每种状态下有3种运行策略。基于冷热电联产系统的运行优化模型,采用库恩—塔克(KT)条件获得了4种状态下各个运行策略为最优策略的条件。基于最优运行策略的条件分析,一种新的同时满足冷热电负荷的运行策略被证明具有最优性质。分析表明,最优策略与负荷的特征、购电价格、天然气价格、冷热电联产系统的效率等因素有关,提出的最优策略判别式可基于这些因素得出最优的运行策略。基于冷热电负荷组合和实际系统的计算结果验证了所述最优运行策略条件的正确性。     

基于TRNSYS的气候变化下“冷-热-电”联供系统运行优化

气候变化导致的极端天气给建筑负荷和冷、热、电联供(combined cooling heating and power, CCHP)系统供能策略带来很大的影响,以上海市某医院为主要研究对象,采用PRECIS软件预测该地区2025至2100年的温度变化,利用TRNSYS软件搭建医院能耗模型计算气候变化影响下的全年逐时负荷,构建了考虑负荷变化影响的“冷-热-电”联供系统运行优化模型,最终生成适应气候变化的供能系统运行方案。负荷预测结果表明,极端高温现象导致建筑的冷、热负荷呈现波动变化趋势,可能造成供需失衡,即夏季高温制冷不足和冬天暖冬供暖过剩的问题。与传统优化模型相比,该模型生成的系统协同运行方案可以增强用户体验,实现降本增效。     

考虑储能电站服务的冷热电多微网系统优化经济调度

提出一种考虑储能电站服务的冷热电多微网系统日前优化调度方法。首先提出在多微网系统建立公共储能电站,并给出用户侧储能电站服务模式;然后将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统优化调度,通过协调微网与储能电站间的交互功率,实现微网内冷热电负荷功率平衡和运行经济成本最优;最后以典型场景为例,对冷热电联供型多微网系统在3种运行方式下进行经济优化调度分析。结果表明,所提冷热电多微网系统优化调度方法可以充分发挥公用储能电站的充放电灵活性,实现微网多余电能的时域转移和可再生能源发电的100%消纳,并降低多微网系统的运行成本。     

冷热电联供系统多目标优化研究

在研究冷热电联供系统发展现状与运行原理的基础上,以冷热电联供系统相对于分供系统节约的能源消耗和二氧化碳排放作为约束条件,以联供系统和分供系统的投资差值为目标函数,构建了一个惩罚函数,并以某地区为实例研究冷热电联供系统与分供系统在满足节能减排效果的条件下,达到最优经济效果的状态。研究结果表明,在文中所给定的系统状运行态下,联供系统的节能减排效果优于分供系统,在电气价格比大于0.13时,联供系统投资小于分供系统。     

含冷热电联供及储能的区域综合能源系统运行优化

利用区域综合能源系统提高负荷侧运行灵活性是提升电力系统内高比例可再生能源消纳能力的重要技术手段,并且区域综合能源系统内的储能设备可以通过解耦热电联系来有效降低运行成本。用场景分析法对可再生电源出力随机性进行建模,以揭示可再生能源的随机波动性对含有冷热电联供的区域综合能源系统的运行优化所带来的影响。在考虑系统内设备特性后,建立了包含能源转换设备、能源储存设备在内的区域综合能源系统模型,并采用Yalmip工具箱和商业软件Cplex在MATLAB中进行了仿真分析,求得了系统内各个单元最佳出力、机组组合和不同调度模式下总运行成本。仿真算例表明,含有冷热电联供的区域综合能源系统可以通过储能设备有效解耦其热电运行约束,充分发挥区域综合能源系统依附能源互联网运行所带来的经济优势,提高能源利用效率。     

分布式冷热电联供系统负荷随机模糊建模

基于天然气的冷热电联供(CCHP)系统负荷随机性和模糊性共存,有效提取其不确定特征对CCHP系统优化调度运行有重要意义。文中提出一种分布式CCHP系统负荷随机模糊建模的方法。首先基于CCHP系统冷热电负荷历史数据,发现其可以用n阶正态分布加权和方法描述其概率分布特征,并获得电负荷与冷热负荷的概率密度函数,进一步分析该函数的参数,可知其不具有完全的统计性质,因而具有认识意义的模糊性,通过对参数的隶属函数和机会测度函数特征的提取,从而定义电负荷与冷热负荷为随机模糊变量;其次分析电负荷与冷热负荷两类变量之间的耦合特性;最后结合随机模糊模型及各类负荷间的耦合特性,提出了CCHP系统接入电网负荷随机模糊建模方法及其相应建模步骤。湖南省某市接入10kV的CCHP系统的历史负荷数据样本仿真结果验证了该模型的有效性和正确性。     

考虑电能交互的冷热电多微网系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型微网接入同一区域配电网,形成以配电网为核心的冷热电联供型多微网系统。当冷热电联供型多微网间通过联络线进行电能交互时,给传统的多微网系统优化调度问题带来了挑战。在分析典型冷热电联供型微网供能结构的基础上,研究供用储设备间的冷热电能流动关系和设备的数学模型,建立考虑微网间电能交互的冷热电联供型多微网系统优化经济调度模型。通过天津中新生态城算例,分析各个冷热电联供型微网中设备出力和冷热电负荷平衡情况,与多微网间不存在电能交互时的优化调度进行经济成本、CO₂排放量和各微网与电网交易电功率值的比较,与传统冷热电联供系统“以热定电”和“以电定热”运行方式下多微网系统的总运行成本进行对比,验证所提模型的经济性、环保性和有效性,并对微网间交易电价的制定做进一步研究。     

相变储热技术优化冷热电三联供运行

能源互联网是未来能源供应体系的重要发展方向,冷热电三联供实现了冷/热和电能之间的联系,是能源互联网的核心部件之一。在考虑集中式冷热电三联供运行时,燃气-蒸汽联合循环机组的启停机方式和运行状态将直接影响到三联供机组的工作效率与运行收益,合理的开机策略是保障三联供机组经济化运行的前提与基础。针对以燃气-蒸汽联合循环机组为动力装置,使用吸收式溴化锂制冷技术,配有以相变材料为主体的储能设备的三联供机组进行分析,根据对三联供机组运行相关参数,在对某地区的冷热电负荷进行详细调研的基础上,建立起集中式三联供运行的经济性目标函数,给出三联供机组经济化运行的启停机策略,从而达到提升工作效率、增加运行收益的目的。     

考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度

冷热电联供(combined cooling,heating and power,CCHP)型微网中分布式可再生能源占比较高,风力发电因其随机性、波动性等特点,为CCHP型微网的优化调度带来了挑战。文章通过最小化系统期望运行费用,建立了一种考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度模型。基于截断通用分布模型精确描述风电出力的不确定性,通过蒙特卡洛模拟方法生成风电场景后,采用后向场景削减技术获取典型风电场景。通过天津某园区算例,从储能装置工作状态、弃风与供能缺额、微网运行经济性这3个方面进行了详细分析,验证了微网优化经济调度时采用截断通用分布模型表征风电不确定性的必要性和经济性。