考虑碳排放金融市场的风-氢-火多能耦合系统交易模型

为适应碳排放权市场交易模式的多样化,提出基于现有碳排放权交易市场规则的风-氢-火多能耦合系统交易模型。基于配额和核证自愿减排量价格差,建立即期市场下多能耦合系统碳排放权即期交易模型。针对配额和核证自愿减排量的可积累性,结合欧洲能源交易所碳期权市场交易规则,提出远期市场下碳排放期权交易模型;基于广义自回归条件异方差模型改进B-S欧式期权定价模型,对国家核证自愿减排量看涨期权进行建模。算例将碳金融市场与电力调度进行有机结合,并针对现有模式、即期和远期碳排放权交易市场3种情况进行评估和分析,验证模型的有效性,为碳金融市场建设提供参考。     

风-光-水多能互补发电系统(火用)分析模型

将?的概念引入风、光、水等多种异质能源资源的同质化表征,采用?分析方法建立有效的风力发电、光伏发电和水力发电系统的?分析模型。基于?分析模型,计算各发电系统的输入?值和输出?值,同时,建立风-光-水多能互补发电系统(MEGPS)总?效率、可持续性指数和单位?损失比等能效分析指标,对风-光-水MEGPS进行能效分析。通过算例分析,验证了所提?分析模型的正确性和能效指标的适用性。所提出的方法为提高MEGPS利用效率提供了科学依据。     

风电-氢储能与煤化工本地多能耦合系统监控系统设计与实现

针对风电系统居高不下的弃风率以及对电网稳定可靠性影响越来越大等问题,本文基于风电—氢储能与煤化工多能耦合系统能量广域协调控制架构,研究了本地WP-HES&CCMFCS监控系统。首先,设计了储能装置集中式并网的本地WP-HES&CCMFCS的物理架构,并提出了能量分配控制策略,使风电系统输出较为平滑的功率的同时有效结合煤化工系统可应用电解水制得氢氧的特性提高电网的综合风电消纳水平。在此基础上设计了基于MCGS的本地WP-HES&CCMFCS监控系统,并对监控系统进行了仿真运行。监控系统输入、输出功率,系统储能状态变化规律以及电磁阀状态跟储能状态对应关系等仿真结果表明所提出的能量分配策略是正确有效的。     

储能电站参与调峰的风-火-储联合系统分层优化调度方法∗

为充分挖掘储能参与系统调峰潜在价值,合理分配风、储、火等系统出力,有效降低系统运行成本,提高 可再生能源消纳水平,提出了一种储能电站参与调峰的风-火-储联合系统分层优化调度方法.为了提高模型泛化能力和预测精度,采用基于集成学习的风电预测方法得到风电场出力曲线.分层优化调度方法的上层优化模型以最小化净负荷波动为目标,对各时段储能电站充放电功率进行优化.下层优化模型以最小化风-火-储联合系统运行成本为目标,基于上层优化模型传递的净负荷曲线,优化求解得到火电机组最优出力和最大调峰收益.     

基于MICP的多能耦合综合能源系统可再生能源消纳能力研究

受限于电力系统资源禀赋,可再生能源消纳能力瓶颈始终制约着可再生能源的大力发展。近年来蓬勃发展的综合能源系统因其多能耦合属性,可将电力系统盈余电量转移至气/热/氢等其他能源子系统进行消纳,为可再生能源消纳提供了全新思路。然而,由于综合能源系统多能耦合复杂、规模大、维度高、非凸非线性强,如何准确评估其可再生能源消纳能力是一项难题。基于电/气/热/冷等能源子系统物理特性构建了综合能源系统可再生能源消纳模型,以评估多能耦合作用下系统对可再生能源的消纳能力极限;然后,提出凸松弛及近似方法将混合整数非线性规划原问题转化为混合整数锥规划问题,实现模型的有效求解;最后,以改进的IEEE-39节点电力系统和比利时20节点天然气系统为基础构建了电-气-氢-热-风-光耦合综合能源系统算例,论证了多能耦合对于可再生能源消纳的提升作用,并深入挖掘了不同节点对于可再生能源的接纳能力差异。     

风氢耦合发电系统建模与分析

通过分析风氢耦合发电系统和各关键设备的工作原理,建立了风力发电模型、碱式电解槽模型、压缩机储氢罐模型以及质子交换膜燃料电池模型。研究了碱式电解槽工作温度对其输出电压、电流和功率的影响,质子交换膜燃料电池工作温度和阴阳两极气体压力对其输出电压和功率的影响,从而分析了制氢模块和发电模块的工作性能对风氢耦合发电系统性能的影响。通过模拟仿真研究风速、碱式电解槽工作温度和质子交换膜燃料电池工作温度对系统发电量的影响。结果表明:适当提高碱式电解槽的工作温度可增大其工作电流,从而提高制氢模块的制氢量;提高质子交换膜燃料电池的工作温度和阴阳两极气体压力可提高其输出电压和输出功率,从而增加发电模块的发电量,进而提升风氢耦合发电系统的工作性能。     

计及多能耦合的区域综合能源系统最优能流计算

摘要：为了提高能源利用效率与实现能源清洁供应,区域综合能源系统已成为支撑能源转型的重要技术。研究掌握区域综合能源多能耦合机理,对未来实现系统的有序规划、运行具有重要研究意义。文中提出了一种区域综合能源系统中具有分布式能源的最优能流模型和方法。提出了基于能源集线器模型并充分考虑能耗（太阳能,燃料油,生物质能）的电力系统、天然气系统、热力系统的优化策略。采用基于内点法对区域综合能源系统模型进行求解。通过利用辅助燃烧设备（Supplemental firing equipment,SFE）调节热电联产（Combined heat and power,CHP）单元的热电比,建立了带有SFE的生物质能CHP模型,从而增加了CHP供能比例,最终实现了系统的经济运行。     

基于时间序列与耦合分析的区域综合能源系统多能潮流计算方法

由于区域综合能源系统中存在电、热等难以耦合分析的多种能源潮流,提出基于时间序列与耦合分析的区域综合能源系统多能潮流计算方法。首先,利用时间序列分析该系统的调频特性,获取该系统的运行频率,并构建区域综合能源系统稳态网络模型。然后,分别计算电力系统与热力系统潮流,并通过电热耦合分析,得到该系统多能潮流计算结果。最后经实验验证：该方法可以精确计算热力系统中不同管道的供热温度与回热温度,还能够计算得出电力系统运行时的电压、有功功率与无功功率,实现较为全面的多能潮流计算。     

计及绿证-碳交易与氢能的综合能源系统多时间尺度优化调度

为建立一个清洁低碳、安全稳定的能源系统,提出了基于绿证-碳交易机制的氢能利用综合能源系统多时间尺度优化调度策略。首先,为发挥氢能高效清洁的作用,建立电解槽热氢联产模型。其次,为降低系统的碳排放量,分别构建绿色证书交易机制和奖惩阶梯型碳交易机制。最后,为降低源-荷预测误差对系统运行的影响,构建基于模型预测方法的日前-日内-实时多时间尺度的优化调度模型。算例分析表明,所提模型能有效降低碳排放量和系统功率波动,提高系统的稳定性和经济性。     

多能源发电系统控制策略建模研究

应用DIGSILENT仿真软件搭建含有多能源发电系统的仿真模型,主要包括光伏发电系统、风力发电系统和储能系统。针对不同特性的微源,在运行过程中采用不同的控制策略。利用该模型模拟了电网电压跌落下的风力发电系统输出特性,仿真结果表明,采用的仿真分析方法切实有效,模型输出与实际理论输出相似,能够快速地响应电网调度指令;利用该模型模拟了电网电压跌落下光伏发电系统和储能系统组成的微电网的输出特性,仿真结果表明,模型输出与工程运行相似,能够支持母线频率基本保持不变,提高供电可靠性。本模型可以用于实际多能源发电系统的并网分析,为实际工程研究奠定了基础。     

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。     

基于随机动态规划的多能联供系统冷热电经济分配模型

建立了风力发电机组与燃气轮机联合驱动下含压缩空气储能装置的多能联供系统冷热电经济分配模型。该模型考虑风电输出功率和冷、热、电负荷的波动特性,利用概率密度函数对系统的随机变量进行拟合。以投资成本和运行成本作为目标函数,以冷、热、电负荷平衡及各设备出力特性作为约束条件,采用随机动态规划对系统能源进行合理的调度和分配以达到最优经济效益,并通过控制系统的制冷比和风电输出功率平抑系数,实时调整系统各设备的容量及运行状态。实例的计算结果表明,压缩空气储能能够有效地平抑风电输出功率的波动,减少弃风经济损失;相比于固定能量分配,采用动态规划对系统的能量进行分配具有更多的价值和优势。     

能源互联网多能流的耦合模型及动态优化方法综述

将分布式可再生能源和互联网技术相结合的“能源互联网”概念为解决人类的化石能源危机提供了可行路径。能源互联网将打破电、气、热等不同能源系统间的壁垒,实现多种能源的综合高效利用,支持大规模可再生能源的广泛接入,成为耦合多能流的开放互联新型能源供应系统。首先基于能源互联网的相关研究,归纳了能源互联网的多能流耦合特征。接着介绍了多能流耦合模型的构建方法,根据能源组网的结构和用能形式的不同,分析了能源互联网的多能流交互机理。在此基础上对能源互联网的优化模型和多能流多时间尺度动态优化方法、以及计及空间尺度的多源互补动态优化方法进行深入剖析,将为能源互联网建设提供理论基础。     

基于多能互补的综合能源系统多场景规划案例分析

综合能源系统存在冷热电气多种能源形式、多方利益主体、差异化用能需求等特点,如何统筹协调多种能源互补特性,通过源-网-荷-储等各环节灵活配置,实现可再生能源就地消纳,提升系统综合能效,是综合能源规划所面临的关键问题。结合北方某园区综合能源系统规划实例,对多场景规划理念进行了探讨,分别对能源需求预测分析、综合能源站子系统规划场景设计、建设时序及多能互补协同效益等规划环节进行了深入的分析,可为相关区域综合能源系统规划项目提供参考。     

考虑断面约束的多能源电力系统时序性生产模拟

传统电力系统随机生产模拟方法难以描述新能源发电机组时序特性以及计算与时序特性有关的电力系统运行指标,导致生产模拟的准确性欠佳.提出含风电、光伏、水电、火电、光热及储能的多能源时序性随机生产模拟方法.将系统运行调度策略与随机生产模拟中各类型机组的加载顺序相结合,计及电力系统网架断面约束,充分保证新能源的优先消纳.为保留电...     

考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置

在区域综合能源系统中配置多种储能装置可提高系统的经济效益,是区域综合能源系统规划的重要研究方向。基于区域综合能源系统的基础架构和模型,研究了蓄冷、储热、储电和混合储能在冷热电联供(CCHP)机组和电制冷等设备多能互补协同运行情况下的盈利策略,讨论了系统配置不同储能的经济性和可行性,建立了全寿命周期的冷热电储能调度规划双层优化模型,并利用确定性迭代算法进行求解。针对某实际区域综合能源系统的多个供能季不同日负荷曲线,应用双层优化模型求解运行调度方案和储能配置容量。算例结果表明:配置蓄冷和储热在多能互补协同运行系统中有较大的盈利空间,而配置储电的利润空间较小,且考虑多能互补的混合储能方法可以进一步挖掘系统的盈利能力。     

多能协同综合能源系统示范工程现状与展望

综合能源系统集成了供电、供热和供气等系统,充分发掘了各个能源系统的潜力,成为当今能源系统发展的主要方向。总结了国内外综合能源系统示范工程的现状,分析了国内外示范工程的实践经验。国外的成功案例表明,政策支持是发展综合能源系统的基础,多能协调控制是实现能源协同互补的关键技术,有利于能源的高效利用与可再生能源的大规模消纳。进一步通过国内外示范工程在政策及技术等方面的对比,结合我国目前的能源现状,给出了我国发展综合能源系统的建议。