考虑广义储能的综合能源系统典型日优化运行

由电、热、冷能系统之间的耦合与互联构成的综合能源系统(IES),对于构建环保、高效、经济的能源系统至关重要。着眼于IES运行环节,考虑广义储能设备的投入运行,并计及IES内各设备出力约束,以调度周期内运行费用最低为目标函数,采用基于yalmip平台的cplex优化算法包对IES优化运行进行求解。该方法考虑了分时电价和典型日负荷特性对IES运行的影响,并与不计广义储能的运行模式进行对比分析。算例仿真表明,投入广义储能设备不仅更有利于IES的经济效益,而且有利于IES安全稳定运行。     

综合能源系统运行优化设计与运行策略研究

综合能源系统能整合协调各异质能源,是提高能源利用率和降低运行费用的有效途径。提出了两种运行策略及一种基于穷举法的优化策略方法,建立了包括小型燃气轮机系统、地源热泵、电制冷机、吸收式制冷机、换热器的综合能源系统能量转换模型。在案例研究中,提出了以典型日费用最小为目标的综合能源系统优化方案,对以电定热、以热定电两种运行策略下的场景进行了优化分析,确定设备的最佳容量和运行参数,给出了运行策略对比分析结果。结果表明：以电定热策略的整体经济性优于以热定电策略约10%;与传统供能系统在经济性上的适用性进行对比发现,综合能源系统成本节省比例在5%～30%之间。     

综合能源智能楼宇能量优化管理技术发展趋势研究

综合能源系统是一种多能互补、供需互动的多种能源耦合系统,有助于降低供能成本,提升能源利用效率.对于用户层级的综合能源楼宇系统,更强调楼宇级多能耦合终端用户单元的源-荷资源供需互动.在分析综合能源智能楼宇架构及基本单元的基础上,总结了综合能源智能楼宇和综合能源智能楼宇群的研究方向及现状.     

考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度

风电、光伏等清洁能源发电具有反调峰特性和不确定性,容易造成弃风、弃光。为应对清洁能源消纳这一挑战,提出考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度模型。搭建电转气和冷热负荷惯性模型,并分析碳交易机制下电转气设备的工作特性以及冷热负荷惯性对其需求的影响,从而建立冷热负荷供需不等式约束条件;进一步建立考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统运行成本最小目标函数,以及相应的各机组与系统功率约束。通过YALMIP和GUROBI工具箱建立并求解最优调度模型,结果表明：所提方法能够提高清洁能源消纳能力,降低综合能源系统运行成本。     

计及需求侧灵活资源的综合能源系统合作博弈优化运行

综合能源系统能够提高能源的综合利用效率,是能源领域未来的发展趋势。为了充分发挥需求侧灵活资源对综合能源系统运行的优化作用,提出一种计及需求侧灵活资源的综合能源系统合作博弈优化运行方法。首先,构建综合能源系统的需求侧灵活资源运行模型,包括综合需求响应和多类型储能设备;接着,考虑多个综合能源系统间的电能交易合作,以合作联盟效益最大化为目标函数,构建计及需求侧灵活资源的综合能源系统合作博弈优化运行模型;然后,运用数学方法对所提模型进行两阶段等效转换,使其易于求解;最后,通过算例分析验证了所提模型能够充分发挥需求侧灵活资源的优势,提高综合能源系统的运行经济性。     

楼宇型分布式能源系统设备容量和运行策略优化研究

设备容量优化和运行策略优化是分布式能源系统设计,运行的关键问题。为实现分布式能源系统的经济效益,能效水平和环境效益最大化,针对楼宇型分布式能源系统建立了相对普适化的物理模型和数学模型,以粒子群优化算法和线性规划相结合,采用两阶段优化方法计算系统的最优容量配置,并给出运行策略。以某写字楼的分布式能源系统为例,得到最优的系统设备容量和全年逐时运行策略,并采用遍历法验证计算结果的准确性。优化的分布式能源系统与传统供能系统相比,费用年值降低7.79%,年总能耗降低24.18%,污染物排放量减少了62.77 %。     

计及多能设备变工况运行特性的综合能源系统日前优化调度北大核心CSCD

针对传统恒定效率设备模型存在的仿真误差大、适用范围窄等问题,文章将更加精确的设备变工况特性模型应用于系统优化调度中,建立了计及多能设备变工况运行特性的综合能源系统日前优化调度模型。在模型求解过程中,文章应用增量线性化策略,对目标函数和约束条件中的非线性项进行线性化处理,将原始的非线性优化调度模型转化为一个混合整数线性规划,通过调用成熟的商用求解器进行快速求解。在设备变工况运行特性约束的线性化处理过程中,文章提出了一种基于误差控制的分段点选取方法,通过构造偏差函数并控制其极值的上界,可以将最优解的误差水平限制在事先给定的范围内。算例结果表明,文章所提线性化处理方法与分段点选取策略,能够有效求得原始非线性规划问题的近似最优解,并且可将近似最优解的误差水平限制在5%以内。     

考虑电/热储能灵活经济调控的综合能源系统与产消者日前协调优化运行策略北大核心CSCD

多元异质储能技术对含产消者的综合能源系统灵活运行和统筹资源协调具有积极作用。本工作提出考虑电/热储能灵活经济调控的综合能源系统日前博弈-鲁棒优化运行策略,该方法挖掘电/热异质储能在能源交易中的经济潜力和不确定因素下的灵活潜力。首先,考虑节点电压、管道温度等状态量的安全限制建立综合能源系统调度模型和储能运行模型;进而,在电热能源市场框架下,建立考虑储能经济运行的综合能源服务商与产消者博弈的Stackelberg模型及其MPEC形式;然后,基于Stackelberg博弈模型,提出计及电池储能日内灵活调整的两阶段鲁棒优化模型,采用改进的列约束生成算法求解。最后,算例验证了所提方法的有效性,储能灵活经济调控降低系统运行成本以及保证日内电力供需平衡。     

综合能源系统协调优化浅析

综合能源系统协调优化通过构建电、气、热等多种能源模型,以经济性、效率性、环保性等优化目标为基础,采用多目标优化算法选取参数,最终实现多种能源的合理配置.旨在提升能源转化、传输、利用能力,实现各能源的优势互补,提高能源利用效率.系统的建模理论一般以母线或能源枢纽为切入点,利用平衡方程描述系统优化的动态过程.传统的优化目标...     

基于差异化需求的智慧楼宇级综合能源系统多元融合设计

以降低能耗、减少用户支出、缩减成本为目的,多元融合设计基于差异化需求的智慧楼宇级综合能源系统.利用存在时序性特征的物理层、信息层、平台层以及价值层四个层级,为系统的各角色提供差异化、多元化服务;采用多种能源互补耦合的供能方式,联合热电联供设备和吸收式制冷机,梯级利用能量,满足用户差异化需求;利用自适应权重系数法和自适应...     

考虑供热系统热储能特性的电-热综合系统随机优化调度模型研究

热电联产机组、热泵等装置的应用促进了电-热综合系统间的耦合关系,为风电的消纳提供了新途径。文章考虑了供热系统热储能动态特性,采用多场景法模拟风电出力不确定性,搭建了电-热综合能源系统随机优化调度模型。首先,针对供热管道传输时延动态特性,研究分析了其储热能力;其次,以电-热综合能源系统购能费用最低为目标函数,以热网约束、电网约束为约束条件,提出了综合系统能量最优化调度方案;最后,在IEEE33节点和6节点热网上进行算例分析,验证了模型的有效性。     

Statistical analysis of residential building energy consumption in Tianjin

To analyze the effect of energy conservation policies on energy consumption of residential buildings, the characteristics of energy consumption and indoor thermal comfort were investigated in detail in Tianjin, China, based on official statistical yearbook and field survey data. A comprehensive survey of 305 households indicates that the mean electricity consumption per household is 3215 kWh/a, in which annual cooling electricity consumption is 344 kWh/a, and the mean natural gas consumption for cooking is 103.2 m³/a. Analysis of 3966 households data shows that space heating average intensity of residential buildings designed before 1996 is 133.7 kWh/(m²·a), that of buildings designed between 1996 and 2004 is 117.2 kWh/(m²·a), and that of buildings designed after 2004 is 105.0 kWh/(m²·a). Apparently, enhancing the performance of envelops is effective in reducing space heating intensity. Furthermore, the results of questionnaires show that 18% of the residents feel slightly warm and hot respectively, while 3% feel slightly cold in winter. Therefore, the electricity consumption in summer will rise for meeting indoor thermal comfort.     

住宅太阳能热水系统评价

介绍太阳能热水系统的评价指标。结合实例,对承德某太阳能热水系统的节能费用、投资回收期、环保效益进行计算,并与常规热水系统进行了比较。     

基于主从博弈理论的综合能源系统优化运行方法

综合能源系统作为实现智慧能源的关键技术形式,其优化运行问题是一门重要课题。针对综合能源系统优化运行问题,考虑到系统多能互补协调,基于主从博弈理论进行建模。其中:主体博弈模型以多能互补协调计划为博弈策略,以综合能源系统综合运行成本最小化为博弈支付,计及多能互补协调约束等必要约束条件;从体博弈模型以各个形式能源子网的运行计划为博弈策略,以能源子网运行收益最大化为博弈支付,计及分布式供能设备运行约束等必要约束条件。分析得到主从博弈模型的纳什均衡,基于混沌粒子群算法设计模型求解流程。最后通过仿真算法表明,所建立的模型适用于综合能源系统优化运行方案制定,能够显著降低系统运行成本。     

A new modeling and solution method for optimal energy flow in electricity‐gas integrated energy system

With the increasing interdependency of electricity and gas, it is necessary to simultaneously investigate electric power system and natural gas system from the perspective of an electricity‐gas integrated energy system (EGIES). As an extension and integration of both optimal power flow (OPF) and optimal gas flow (OGF), optimal energy flow (OEF) is regarded as the cornerstone of the EGIES and lays an essential foundation for further research on the EGIES's operation and analysis considering stochastic conditions and contingency states. The objective of this paper is to develop a generalized mathematical model and a universally applicable simulation tool for the OEF problem. First, natural gas system is modeled in a way similar to electric power system according to electricity‐gas analogy analysis, where gas admittance, gas nodal admittance matrix, and the nodal equation of gas flow conservation are derived. Then, a generalized accurate OEF model is formulated by simultaneously integrating the OPF model and the OGF model as well as their coupling constraints in a unified modeling framework. Furthermore, an available hybrid optimization approach consisting of whale optimization algorithm, MATPOWER, hydraulic calculation iterative program, and nonstationary penalty function method is put forward to solve the OEF problem. The accuracy, feasibility, and applicability of the proposed modeling and solution method is finally demonstrated by analyzing Belgian 20‐node gas system combined with IEEE 30‐bus test system.     

某居住小区冰蓄冷空调系统的设计及运行优化

结合某居住小区的一个工程实例,介绍了冰蓄冷空调系统设计的方案。在此基础上,分析了此系统的运行模式,并对此系统进行了静态经济分析,为居住类建筑的冰蓄冷空调设计提供了参考。     

采暖居住建筑节能改造收益分析

面对我国华北地区既有采暖居住建筑节能改造资金的匮乏 ,提出既有建筑的节能改造经济性分析不仅要计算冬季供暖节能收益 ,而且还要包括夏季空调节能收益 ,同时还应计入冷热源建设等潜在经济收益 ,这对缩短既有建筑节能改造初投资回收期、推动我国建筑节能的发展具有积极意义。     

Optimal operation of integrated energy system including power thermal and gas subsystems

As a form of hybrid multi-energy systems, the integrated energy system contains different forms of energy such as power, thermal, and gas which meet the load of various energy forms. Focusing mainly on model building and optimal operation of the integrated energy system, in this paper, the dist-flow method is applied to quickly calculate the power flow and the gas system model is built by the analogy of the power system model. In addition, the piecewise linearization method is applied to solve the quadratic Weymouth gas flow equation, and the alternating direction method of multipliers (ADMM) method is applied to narrow the optimal results of each subsystem at the coupling point. The entire system reaches its optimal operation through multiple iterations. The power-thermal-gas integrated energy system used in the case study includes an IEEE-33 bus power system, a Belgian 20 node natural gas system, and a six node thermal system. Simulation-based calculations and comparison of the results under different scenarios prove that the power-thermal-gas integrated energy system enhances the flexibility and stability of the system as well as reducing system operating costs to some extent.     

浙江农居节能潜力与措施的分析

分析了浙江农村住宅的能耗现状，提出了适合浙江农村的建筑节能技术和因地制宜地利用可再生能源等措施，以大幅度降低农居能耗。     

考虑电转氢气过程及综合需求响应的电-氢-气综合能源系统协调优化运行

文章介绍了电转氢气、氢气转天然气的过程,并在此基础上构建了电-氢-气综合能源系统。通过考虑综合需求侧响应,建立以最小化系统运行总成本为目标函数的协调优化模型,利用禁忌搜索算法和粒子群算法相结合的改进算法进行求解。经验证,考虑电转氢气过程及综合需求响应的协调优化方案增强了综合能源系统的经济性、环保性,提高了新能源的消纳能力。