综合能源系统运行可靠性评估综述及展望

研究综合能源系统的运行可靠性评估对规避综合能源系统的短期风险、保障其安全稳定运行具有重要价值。考虑系统运行状态、实时运行环境等因素的影响,分析综合能源系统在当前状态下未来短期内的可靠性水平,通过给出实时的运行可靠性指标为系统的运行调度提供决策支持。首先介绍综合能源系统的发展背景及意义、运行可靠性评估的概念及必要性;然后从运行可靠性评估建模、模型驱动以及数据驱动的运行可靠性评估方法3个方面,对国内外研究现状进行梳理,并分析归纳当前综合能源系统运行可靠性评估研究所面临的亟需解决的问题;最后针对问题,提出模型-数据混合驱动的综合能源系统运行可靠性评估思路,并对未来的研究方向进行展望。     

综合能源系统运行可靠性评估评述Ⅰ:模型驱动法

综合能源系统运行可靠性更加关注系统在实时运行条件下的时变可靠性。对综合能源系统进行运行可靠性评估,不仅能实时反映系统运行状态,还能在考虑多重运行不确定性因素的前提下对未来短时段内的系统运行风险进行预测。综合能源系统涉及多个能源环节,存在不同供能子系统间的耦合问题,影响运行可靠性的因素极为复杂多样。为了规避短期运行风险,提升系统的安全性与可靠性,综合能源系统运行可靠性的建模及评估工作具有重要意义。该文首先对基于模型驱动的综合能源系统设备运行可靠性建模的研究现状进行阐述与总结;然后,从系统状态生成与选取、系统状态分析与评估、可靠性指标建立与计算三方面详细介绍了模型驱动的综合能源系统运行可靠性评估的研究现状;最后,系统归纳了现有研究存在的不足,以便后续研究进行参考和改进。     

计及需求响应影响的配网可控DG和开关协调规划

为提高配网可靠性、减小损耗,提出一种计及需求响应影响的可控分布式电源(distributed generation,DG)和开关协调规划模型,该模型以DG和开关的综合投资(包括投资和运行费用、网络损耗、缺电成本和需求响应运行成本)最小为目标,兼顾网络安全约束和需求响应运行约束,实现开关位置、DG位置及容量的协调规划。利用分段编码的遗传线性综合算法求解IEEE33算例,结果表明,新模型能提高系统可靠性和可再生能源的利用率,保障系统安全运行。     

日本新研究将光伏组件高温高湿试验速度提高70倍

正日本产业技术综合研究所(AIST)6月15日宣布,开发出了新的试验方法,可以将结晶硅型太阳能电池板(模块)在高温高湿环境下的加速试验速度提高70倍以上。这是产综研光伏发电研究中心模块可靠性小组的成果。研究判明,结晶硅型太阳能电池模块长时间暴露于高温高湿环境下时,因封装材料水解产生的醋酸     

综合能源系统可靠性评估的研究现状及展望

在能源危机和环境恶化的双重压力下,以电力系统为核心,通过电、气、冷/热等各类能源的分配、转化、存储、消费进行有机协调与优化,充分利用可再生能源的综合能源系统应运而生。作为规划与运行的基础,可靠性评估研究对推动综合能源系统的发展具有重要的意义。从综合能源系统提出的背景及意义、内涵和典型架构出发,对其可靠性评估的研究现状进行梳理,并从模型、算法及指标体系3个方面归纳了综合能源系统可靠性评估亟需解决的问题。在此基础上,对未来的研究方向进行展望,为综合能源系统可靠性评估的研究提供参考和建议。     

日本新研究将光伏组件高温高湿试验速度提高70倍

正日本产业技术综合研究所(AIST)6月15日宣布,开发出了新的试验方法,可以将结晶硅型太阳能电池板(模块)在高温高湿环境下的加速试验速度提高70倍以上。这是产综研光伏发电研究中心模块可靠性小组的成果。研究判明,结晶硅型太阳能电池模块长时间暴露于高温高湿环境下时,因封装材料水解产生的醋酸     

计及可靠性价值的综合能源系统设备优化配置

为推动电网和终端分布式综合能源系统(DIES)以市场机制分摊对用户供能可靠性的责任,充分体现DIES的可靠性价值,提出了一种计及可靠性价值的综合能源系统设备优化配置方法.以计及可靠性的节点电能定价和DIES可靠性评估为基础,构建了考虑可靠性的DIES并网点电价估算模型.在此基础上,建立了兼顾设备优化配置及优化运行的双层...     

多能信息交互支撑的综合能源协同优化调度对综合供能可靠性影响分析技术

多能信息互联打通了不同能源系统间的信息交互通道,使跨系统的能源综合调度成为可能,进而可实现紧急状态下的多能相互支撑,为综合能源系统整体供能可靠性的提升提供了新的手段。以能源集线器(energy hub,EH)作为信息集成与多能交互的核心,建立多能信息互补优化方法,对多能协同过程进行精准刻画与通用计算;在此基础上提出了基于影响增量的可靠性评估方法,整合事故发生概率与负荷削减信息,得到量化可靠性指标;进而,提出了协同优化、多能互补对系统供能可靠性的影响分析技术。在算例分析中验证了所提方法的精度和效率,合理的多能协同模式能够提升系统可靠性,还可促进可再生能源的高比例接入。     

电力系统操作人因可靠性分析及其数据库系统研究

人为因素是影响电力系统操作可靠性的重要因素,并受到越来越多的重视,但人因数据的缺乏成了阻碍电力系统人因可靠性分析(HRA)领域发展的重要原因。在总结分析电力系统人因可靠性研究现状的基础上,提出了电力系统操作相关的扩展认知模型及行为影响因子(PIFs)分类体系,并设计开发了针对电力系统领域的人因数据库系统。所设计的数据库系统除了具有人因数据采集和管理等基本功能外,还具有人因失误率(HEP)统计计算功能和数据共享机制。结果证明,该数据库系统可以为验证已有人因可靠性分析方法对电力系统操作的适用性及发展新的人因可靠性分析方法提供数据支持。     

考虑最优负荷削减与热负荷惯性的综合能源系统可靠性评估

综合能源系统(integrated energy system,IES)具有灵活调度和多能互济的特点,针对当前综合能源系统供能可靠性研究尚不充分的问题,提出一种考虑最优负荷削减与热负荷惯性的综合能源系统可靠性评估方法.首先,建立了综合能源系统总停供损失期望指标,充分体现了综合能源系统停供能造成的经济损失;其次,考虑能源...     

含深冷液化空气储能的综合能源系统低碳经济调度

研究多能源联合供应的综合能源系统对实现我国碳达峰和碳中和的目标有重大的意义.消纳新能源和多种能源互补是深冷液化空气储能(cryogenic liquid air energy storage,LAES)系统的重要优势,为了提升综合能源系统的灵活性和可靠性,并且能够消纳更多的新能源,首先将LAES系统加入综合能源系统中,...     

基于机会约束规划的楼宇综合能源系统经济调度

综合能源系统为多能源互补利用提供有效载体,而楼宇级的综合能源系统由于容易受到外界环境以及用户用能规律的影响,存在着大量的不确定性因素。基于一个由冷热电联产系统、储热装置以及插电式混合动力汽车等组成的居民能源集线器(residential energy hub,REH),研究了在不确定性因素下楼宇级综合能源系统经济运行问题。建立了基于机会约束规划的REH经济调度模型,该模型以最小运行成本为目标,冷热电联产系统备用出力以及备用市场购电为机会约束,在python环境中进行建模,利用Gurobipy求解器进行求解。讨论了关于插电式混合动力汽车运行状态的几种典型场景、不同置信水平下REH调度方案及运行成本,以期为平衡经济性和可靠性的REH运行调度提供参考。     

具有电转气装置的电-气混联综合能源系统的协同规划

近年来随着天然气发电比重的不断增加和电转气(power to gas,P2G)技术的逐步成熟,电力系统和天然气系统的耦合程度随之加深,只针对电力系统的规划方法已经不能满足电-气混联综合能源系统的规划和运行需求。在此背景下,考虑热电联产(combined heat and power,CHP)机组和电转气装置,对电-气混联综合能源系统的协同规划问题做了些初步研究。首先,引入能源中心概念,其中能源载体可从某种形式转换成其他形式,如热电联产机组,并对能源中心进行建模。在此基础上,构建了包含能源中心和电转气装置等的综合能源系统的非线性模型并进行线性化处理。之后,以电-气混联综合能源系统的投资成本、运行成本以及表征可靠性的能量短缺成本之和最小为规划目标,采用基于通用代数建模系统(general algebraic modeling system,GAMS)平台的CPLEX求解器对常规发电机组、热电联产机组、电转气厂站、燃气锅炉、输电线路和天然气管道的选址定容问题进行优化,并对规划方案的可靠性以及电转气厂站消纳间歇性可再生能源的效益进行评估。最后,用综合能源模拟系统对所提出的方法做了说明。     

基于异构能源区块链的综合能源系统交易模型

综合能源系统是对电、气、热、冷能进行统一规划调度的综合系统,顺应了供给侧改革的趋势.目前综合能源系统的用户呈现个体化、分散化的趋势,传统的单向集中式输配电服务模式逐渐不适应这种趋势.基于区块链技术,设计了一种综合能源系统交易模型.采用异构能源区块链的结构模式,利用智能合约建立了基于价格约束的匹配拍卖机制,保障了清洁能源用户的供能优先级,并采用双重认证机制,保障了交易的可靠性.在实验环境下对所设计模型进行分析,仿真结果验证了所提综合能源系统交易模型的有效性和可行性.     

配电网和城市路网关联网络的综合可靠性分析

随着电动汽车的发展和能源交互的加深,由配电网和城市路网组成的能源互联网的综合可靠性问题亟待解决。因此在能源互联网背景下,首先,给出了配电网及城市路网可靠性的相关概念以及在评估可靠性的过程中所选取的可靠性指标;其次,采用博弈理论对配电网及城市路网进行分析,同时结合电动汽车的充放电特性以及行为特性,在配电网能够满足其充放电功率的前提条件下,得到结合城市路网和配电网的综合可靠性分析方法;最后,通过构建实际算例,分析在优化了电动汽车行驶行为后,城市路网和配电网综合可靠性指标的变化情况,从而说明文中方法的准确性和实用性。     

特别策划专题征文 “考虑综合能源的广义需求响应”

正考虑综合能源的广义需求响应(Generalized Demand Response Considering Integrated Energy)旨在通过拓展扩充电力需求响应的概念范畴将综合能源需求调控纳入其中,建立针对"电、热、冷、气"综合能源的柔性可调节方案,最大限度地解决综合能源供需弹性匹配问题,如实现综合能源联动需求响应调节,提升综合能源系统的整体利用效率、可靠性和经济性,为综合能源需求响应参与市场定价交易创造前期条件等。     

综合能源系统环境下储能技术应用现状研究

随着可再生能源的渗透率不断增加,传统各能源子系统分立运行模式已不再适应当今电网的运行需求,综合能源系统(Integrated Energy System,IES)的概念应运而生。详细介绍了综合能源系统及其特征,阐释了在综合能源系统背景下与传统电网环境下储能技术的不同作用,详细分析了电–气、电–热、电力–交通等几个基本联合系统中的储能技术的研究重点问题。最后,对储能技术应用现状进行了总结,并对未来综合能源系统中储能技术发展做出了展望。     

考虑可再生能源消纳的CCHP微能源网优化配置模型

微能源网中电、气、热等多种能源相互耦合,其容量与运行协调优化是促进可再生能源消纳和提高能源利用率的关键。针对含冷热电联供系统(CCHP)的微能源网优化配置问题,首先分析了含电、气输入和电、热输出耦合的微能源网系统构架和能量流,提出考虑促进可再生能源消纳和提高能源利用率的运行策略,建立基于能量流的供热可靠性指标,然后建立考虑投资费用、一次能源消耗、CO2排放、供能可靠性的综合评价指标的含CCHP的微能源网系统容量和运行策略的优化配置模型。算例仿真结果表明,所建立的模型在保证系统供能可靠性下能够促进可再生能源的消纳并提高系统的经济性。     

信息物理深度融合背景下综合能源系统可靠性分析评述

信息物理系统的深度融合使得综合能源系统在国内外得到迅速发展,以实现低碳高效的社会目标。考虑到不同能源系统之间、能源网络与信息网络之间的耦合关系以及多重不确定因素对综合能源系统的影响,首先概述了信息物理系统融合背景下开展综合能源系统可靠性评估的必要性。其次,指出综合能源系统中能源物理元件以及需求侧用能行为相应的等效多状态时变可靠性模型,并对综合能源物理系统、信息系统、信息物理融合系统的可靠性分析模型及方法进行广泛综述。此外,考虑信息系统与能源物理系统的相关关系,提出综合能源信息物理系统可靠性评估框架。最后,进一步指出新形势下综合能源系统可靠性研究的重点研究方向。     

计及多能存储和综合需求响应的多能源系统可靠性评估

提出一种计及多能存储和综合需求响应的多能源系统可靠性评估模型。首先,将电、热等负荷分为柔性负荷和非柔性负荷,建立多能源系统的综合需求响应模型;其次,以能源购买成本与负荷削减成本之和最小为目标函数,建立计及多能存储和综合需求响应的最优负荷削减模型;然后,基于时序蒙特卡洛模拟法,对计及多能存储和综合需求响应的多能源系统进行可靠性评估;最后,基于构建的含有储热、储电、储气等多能存储的多能源系统进行算例分析,评估了9个不同场景下多能源系统的可靠性。算例表明多能存储和综合需求响应可协同优化各时段能源供给和柔性负荷需求,减少元件故障导致的失负荷量,进而显著提升多能源系统的可靠性和经济性。