考虑电热柔性负荷与氢能精细化建模的综合能源系统低碳运行

在能源转型及“碳达峰、碳中和”目标背景下,构建以氢能为能量转换媒介的综合能源系统(integratedenergy system with hydrogen energy,H2-IES)具有减少环境污染、提高能效水平的重要意义。为充分发挥氢能在综合能源系统中的效用,提出一种考虑电热柔性负荷及氢能精细化建模的H2-IES低碳运行方法。首先,分析了氢能利用机理,建立了氢能利用的精细化模型;其次,考虑电/热负荷柔性用能特征,及柔性负荷参与负荷调节对系统优化运行的影响,建立了电/热柔性负荷模型;最后,综合考虑系统外购能、运维、碳惩罚、柔性负荷调节补偿成本,以总运行成本最低为目标,提出H2-IES低碳优化运行模型。算例结果证明,相对于传统线性化建模及热电联产供能方式,所提H2-IES优化模型及策略能够有效降低运行成本、减少碳排放,具有较高的经济性与环保性。     

基于改进DaNN的综合能源系统多能负荷预测

随着能源革命的推进及双碳目标的提出,综合能源系统越发受到广大研究者的重视,对综合能源系统进行高效的规划和控制离不开精准的多能负荷预测。基于上述需求,引入迁移学习理论,提出一种改进领域自适应神经网络（DaNN）负荷预测模型对综合能源系统中的冷、热、电负荷进行统一建模与预测。首先,通过历史数据分别构筑冷、热、电负荷特征图,随后输入改进DaNN的参数共享卷积层和全连接层;其次,基于冷、热、电负荷联合预测的特点改进传统神经网络的损失函数,加入最大均值差异指标,并优化训练模型;最后,通过3个各自独立的全连接层分别输出冷、热、电负荷的预测值。通过采用实际算例验证并与基准模型对比可知,所提改进DaNN模型能够有效提高综合能源多能负荷预测精度。     

基于配网潮流追踪的可再生能源有功调度与节点集群需求响应策略研究

随着能源短缺和环境保护问题日益凸显,可再生能源的投入电网比例逐年提升;另一方面,随着电力系统用户负荷日趋多样化,以及通信和控制技术不断升级,需求侧可控柔性负荷比例也逐渐提升。主动配电网(activedistribution network,ADN)的核心技术之一就是合理利用需求侧可控负荷(demand side controllable load,DSCL)资源,实现与可再生能源的协同配合,为电网提供诸如波动平抑、负荷跟踪等多种辅助服务。该文提出一种面向"可再生能源–配电网络–需求侧可控负荷"互动,基于聚合信息的ADN分层协同调控框架,上层采用配网潮流追踪算法实现ADN可再生能源的有功调度,下层基于可控资源节点控制成本,设计以不同需求响应参与主体(电力公司和电力用户)为核心的优化函数,应用基于参数序列化的DSCL精准化控制策略,实现多种典型负荷资源最优需求响应,以到达平抑ADN联络线功率波动的目的。仿真结果表明:所提出的节点集群需求响应控制策略和不同优化函数,能够反应各主体的调控特性,基于所分配的调控目标,控制效果良好,对可再生能源集成起到积极作用。     

乡村配电网供能范围与负荷调控技术协同优化方法

乡村用户较为分散、用电负荷密度低,其配电网设备利用率远低于城镇。各用户负荷曲线的波动特征不同,不同用户组合后总负荷曲线的平准化程度不同,对配电网的供能范围进行优化具有提升线路和设备利用率的潜力。同时,各类需求侧负荷调控技术的应用也可调整用户的负荷曲线,减小各用户的供电峰谷差。为实现乡村配电网规划和需求侧负荷调控方案协同优化,在对农村配电网构建成本、用户需求侧负荷调控成本进行数学描述的基础上,构建了用户聚合和各用户需求侧负荷调控协同优化模型,对各用户需求调控和配网线路供能范围进行综合优化。案例研究表明,对配电网供能范围和用户需求侧负荷调控措施进行协同优化,可以明显提升农网线路及附属设备的平均利用率,减少农村电网建设成本。     

(炯)传递和转化的普遍化动力学方程

能量在传递和转化过程中是守恒的,但不同形式的?在传递和转化过程中有不同程度的损耗,对该过程的深入理解有助于合理而又高效地利用能源。任何形式的能和?都可以被表示为一对基本强度量和基本广延量的乘积。利用基本强度量乘以与其共轭的基本广延量的平衡方程,导出了?传递和转化的普遍化动力学方程。该普遍化动力学方程表示出了任意形式的?在传递过程中与其它形式的?之间的转化关系,由此导出了在工程领域常见的动?、化学?、压?、电?和热?的传递和转化动力学关系式,并给出了系统总?的表述式。这些动力学关系式不仅清楚地反映了系统内部不同形式?之间存在的相互转化关系,而且还定量地反映了各种转化过程的不可逆性。     

综合能源系统中能量和?在管线传输的特征规律

综合能源系统是电力与能源行业发展的重要方向,但其基础理论仍有待深入研究。能源利用效率计算应该基于热力学第二定律()进行,并正在形成相关国家标准。能量和在管线中的传输规律对于综合能源系统的规划、设计和综合优化具有重要的意义。利用能量和传递和转化的普遍化方程导出了电能和电、热能和热、压能和压等在管线中传输的变化规律,给出了能量和损失的数学表达式。这些表达式表明能量和在传输过程中的损耗与管线的几何尺寸及材质有关。管线的尺寸及材质决定了设备投资,数学计算式表明投资越大能量和的损耗越小。本文的研究为综合能源系统的综合优化提供了理论基础。     

大型铝电解系列消纳风电的关键问题及应对方案

从铝电解角度出发,提出一种应用大型铝电解系列消纳风电的新思路。首先通过分析铝电解行业及风电分布的特征,探索了铝电解消纳风电的理论可行性;进而基于铝电解工业的特征,从安全性、热平衡及磁流体稳定性等方面深入剖析了铝电解消纳风电的关键问题;最后,从风电消纳理论值、消纳现场评估及工业试验等角度,提出了铝电解消纳风电的具体实施方案。仿真结果验证了电解槽对于风电的巨大消纳潜力,在理想的工艺技术条件和消纳制度下,电解槽能够在较稳定的状态下消纳风电。     

基于气象因子的BP神经网络风电场风速预测

探讨了风电场风速预测对电力系统稳定运行、经济调度、运行效益及电力市场环境下风电场参与市场竞争能力的重要影响和意义,建立了考虑风电场气象因子影响的BP神经网络风速预测的一种新模型,该模型兼顾了相似日特征的作用和影响.运用该模型对新疆某实际风电场进行了日平均风速、最大风速、最大风速方向进行了连续20天的预测,平均相对误差分别为8.07%,10.09%,9.05%.预测结果表明了该方法的有效性、实用性和可靠性.     

低压直流配电网传输功率极限研究

详细分析了低压直流配电网配电线路电阻和负荷数量对系统传输功率极限的影响.在提出两种负荷等值模型的基础上,建立直流配电网的等值电路,推导出系统送端与受端电压变化量之间的传递函数,并在复频域分析了传输功率与受端电压稳定之间的关系.最后通过算例具体分析了低压直流配电网的传输功率极限,并计算了提高传输功率极限以满足电压稳定要求所需的并联电容容量最小值.算例结果表明线路电阻和负荷数量的增加均会使得传输功率极限上升,但在重载下可能会出现大截面导线无法满足系统受端电压稳定要求的情况,需要再并联一定容量的电容.     

碳市场下火电统一碳排放基准与减排效应分析

为提高火电中低碳电源的竞争力,在现有低碳技术与碳市场运行经验的基础上,文章提出考虑常规燃煤、碳捕集燃煤和燃气机组3类火电电源排放强度的统一碳排放基准计算方法,将3类火电电源纳入统一的碳配额分配机制中。以火电燃料成本及碳交易成本的综合成本最小化为目标,对各火电机组发电量进行分配。同时文章分析碳捕集煤电发电比例与未来碳价水平对火电行业综合成本和碳排放量的影响,为实现中国碳减排目标提供合理建议。