基于负荷特性互补的分布式能源系统能源站规划

现有综合能源系统供能范围划分和能源站选址中很少考虑负荷特性的问题,造成能源站各设备利用率降低。因此,以能源站和能源管网综合费用年值最小为目标,使用k-means算法确定初始能源站位置和供能范围,通过考虑负荷特性互补重新划分供能范围,在供能范围内采用遗传算法重新确定能源站选址,分别采用维诺图和综合能源负荷矩交替迭代法、核密度分析法进行对比分析。以某社区为例,考虑负荷特性互补使能源站综合费用年值降低10.46万元,经济性提高1.64%。核密度分析法使能源站综合费用年值降低3.38万元,经济性提高0.53%。

基于EA-RL算法的分布式能源集群调度方法

目前对于分布式能源集群调度的研究大多局限于单一场景,同时也缺少高效、准确的算法。该文针对以上问题提出了一种基于进化算法经验指导的深度强化学习(EA-RL)的分布式能源集群多场景调度方法。分别对分布式能源集群中的电源、储能、负荷进行个体建模,并基于个体调度模型建立了包含辅助调峰调频的多场景分布式能源集群优化调度模型;基于进化强化学习算法框架,提出了一种EA-RL算法,该算法融合了遗传算法(GA)与深度确定性策略梯度(DDPG)算法,以经验序列作为遗传算法个体进行交叉、变异、选择,筛选出优质经验加入DDPG算法经验池对智能体进行指导训练以提高算法的搜索效率和收敛性;根据多场景调度模型构建分布式能源集群多场景调度问题的状态空间和动作空间,再以最小化调度成本、最小化辅助服务调度指令偏差、最小化联络线越限功率以及最小化源荷功率差构建奖励函数,完成强化学习模型的建立;为验证所提算法模型的有效性,基于多场景的仿真算例对调度智能体进行离线训练,形成能够适应电网多场景的调度智能体,通过在线决策的方式进行验证,根据决策结果评估其调度决策能力,并通过与DDPG算法的对比验证算法的有效性,最后对训练完成的智能体进行了连续60d的加入不同程度扰动的在线决策测试,验证智能体的后效性和鲁棒性。

提升新能源场站分布式调相机暂态稳定的励磁附加控制方法

新能源场站部署分布式调相机可有效提升新能源送出能力,但故障下调相机与新能源机组相互耦合易引发暂态功角稳定问题,改进调相机自身励磁控制策略是解决本问题的经济有效手段。首先,构造了调相机能量函数,利用李亚普诺夫第二方法分析了调相机有功功率、转速四象限波动下有利于暂态稳定的功率调整需求;其次,阐明了调相机励磁控制对电磁功率影响的机理,提出以调相机有功功率过零点及转速过额定点为判据的励磁附加控制策略,通过叠加机端电压附加给定值实现调相机暂态稳定调节;最后,在国内某主流型号励磁控制器完成开发应用,通过硬件在环仿真测试验证了所提励磁附加控制方法的有效性。结果表明,该方法在调相机转子减速和加速过程均有明显提升暂态功角稳定的效果。

数据中心多能互补分布式能源系统设计与运行优化研究

为实现数据中心的低碳转型和能效提升,提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统。建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系。制定了两种考虑负荷特征的运行策略,采用改进的多目标蝗虫优化算法对系统容量配置进行求解。为了分析优化目标和运行策略对系统优化的影响,通过组合不同优化目标和运行策略形成了多种优化设计方案,采用层次分析法和熵权法确定评价指标的权重,并利用多准则妥协解排序法进行评价排序。针对青海省某数据中心的案例,获得其能源系统的优化设计与运行方案。研究表明:运行策略主要影响吸收式制冷机和地源热泵的容量,而优化目标主要影响储能设备的容量;在相同的运行策略下,增加优化目标可提升系统的综合性能;对于不同的方案,生命周期成本、碳排放、能耗等基础优化目标值变化较小,而电网购电率和热量浪费率变化较大;通过实施五目标优化,即在基础优化目标的基础上增加热量浪费率、电网购电率,系统的综合性能得到了显著提升,其中热量浪费率和电网购电率分别降低了62.30%和25.92%,可再生能源发电占比增加了2%。

基于SCP的多区域互联综合能源系统分布式协调调度模型

跨区域能源交互可以通过资源共享和风险分担解决各地区能源资源和需求逆向分布的现状,异质能源间的互补互济能有效缓解风电装机速度与消纳水平不平衡的问题。基于此,本文在综合能源系统的背景下,提出一种基于连续锥规划方法(SCP)的多区域电气互联系统(IEGS)分布式协调调度模型。首先,考虑到日前调度经济效益,以能源消耗成本之和最小为目标函数,建立了IEGS经济调度模型;其次,考虑到直流联线功率灵活调整特性对新能源消纳的正向影响,将直流联络线和联络管道作为区域间能流传输、资源共享的载体并进行建模分析;再次,提出了基于SCP的2阶锥松弛方法对IEGS经济调度模型中的气网潮流进行处理,使该潮流约束线性化的同时,减小了优化处理引起的松弛间隙;最后,为体现区域的自治能力,将区域间共享变量解耦并建立分布式协调调度模型,采用目标级联分析法(ATC)对分布式调度模型进行求解。针对2区域IEGS和3区域IEGS互联场景,验证了区域间不同互联方式及不同气网潮流处理方法对调度结果的影响,并对比了本文基于ATC的分布式方法与集中式方法在处理多区域互联问题的结果。算例仿真结果表明:基于SCP的2阶锥松弛法极大改善了松弛间隙;直流联络线+联络管道方式用于区域间交互,提高了电网运行经济性并降低了弃风率;基于ATC的分布式法求解效果接近集中式方法的全局最优解。本文所提出的分布式协调调度模型设计合理,可为建立考虑新能源接入的综合能源系统协调调度模型提供一定的参考。

分布式能源接入下虚拟电厂负荷优化调度决策

针对分布式能源接入带来的电网特性变化和优化调度复杂性增加问题,以电动汽车(EV)为研究对象,探讨了其在虚拟电厂负荷优化调度中的潜在作用。基于构建的EV充电行为上、下界,建立了电动汽车聚合体(EVA)的功率容量预测模型,为虚拟电厂负荷优化调度提供了保障。考虑到EV具有不同的功率调节动态响应特性,提出了基于改进后自组织映射(SOM)算法的EV聚类方法,并使用Davies-Bouldin指数来评估聚类效果,以保证不同功率调节特性下EV聚类的准确性。进一步考虑风电接入和电动汽车并网可能带来的不利影响,以及功率平衡等多方面约束,构建了虚拟电厂的负荷优化调度决策模型。仿真结果表明,该虚拟电厂负荷优化调度决策模型保证了合理分配EVA容量情况下电网的安全运行。

分布式能源接入对配电网稳定性的影响

随着能源结构的日益多样化和环境保护需求的增加,分布式能源作为一种新型能源利用方式,被广泛地接入配电网。分布式能源的接入在带来诸多益处的同时,对配电网的稳定性提出了新的挑战。从电压稳定性、频率稳定性、功率流动变化及短路电流与保护协调等方面,分析了分布式能源接入对配电网稳定性的影响,并提出相应的增强配电网稳定性的策略与措施。

分布式能源并网对供配电系统的影响及其应对策略

随着世界能源格局的改变以及科技的飞速发展,分布式能源已逐渐成为一种新型、灵活的能源供给模式。这一发展趋势使得电力供给多元化,同时也给传统供配电系统带来了新的挑战。太阳能光伏发电,风力发电等分布式能源,以清洁、高效、灵活等优点,正逐渐改变着传统能源生产与消费方式。但同时,其一体化也面临着新的挑战,如供配电系统日趋复杂,管理难度加大等,对电网的安全性与稳定性提出了更高要求。因此,本文主要探讨了分布式能源并网对供配电系统产生的影响,并给出了一些应对措施。

基于大数据+AI的分布式能源经济运行模式智能决策研究与应用

本应用成果是集自动采集资源价格、负荷需求、历史运行数据等影响因子,与设备实时能耗于一体,形成基于大数据+AI的天然气分布式能源经济运行模式智能可视化决策系统,利用机器学习技术和大数据技术进行决策分析,指导天然气分布式能源的生产运行。

分布式能源资源整合与新能源电力市场化营销研究

综合分析了分布式能源资源的特性及挑战,并介绍了微网、虚拟电厂和智能电网等关键技术,探讨了它们在能源领域中的作用与意义;同时,提出了新能源电力市场化运作的核心机制,包括市场化机制与平台的设计、市场化技术工具的应用以及电力交易与结算的运作。通过企业实证案例的分析,验证了分布式能源资源与新能源电力市场化整合在企业电力销售方面的实际意义与效果,对于推动能源领域的可持续发展具有重要的理论与实践价值。

计及新能源随机性的分布式调相机选址定容策略

新能源汇集站配置分布式调相机是抑制并网点暂态过电压的可行办法。传统的分布式调相机选址定容策略多基于新能源固定出力场景,忽略了各节点风、光出力随机性,难以保障策略的有效性与适应性。鉴于此,基于置信区间对新能源最大并网功率进行估计,并提出计及新能源随机性的新能源多场站短路比指标,以量化评估电网各节点电压支撑强度,据此制定调相机选址定容策略。仿真结果表明,所提策略能够在实际新能源出力波动时准确搜索电压支撑能力较弱的节点,相较传统策略更加有效抑制送端系统暂态过电压,为大规模新能源并网运行提供技术支撑。

配电网中分布式能源接入对稳定性的影响分析

为探讨分布式能源接入对配电网稳定性的影响,分析3种典型的接入模式:直接接入模式、逆变器接入模式以及混合接入模式,从电压稳定性、频率稳定性、暂态稳定性以及小信号稳定性4个方面进行了深入研究。研究表明,不同接入方式对配电网的稳定性影响各异,逆变器接入模式在提高电压稳定性方面表现优越,但频率稳定性较弱;直接接入模式提供了较好的频率稳定性,但对暂态过程冲击较大;混合接入模式综合了两者的优势,是一种较为平衡的接入方案。未来的研究应关注高渗透率下的优化策略,以进一步提升配电网的整体稳定性。

考虑算力需求的港口综合能源系统分布式能源管理

为应对港口数字化、绿色化转型带来的算力需求急剧增长及新能源发电不确定性挑战,提出了一种考虑算力需求的港口综合能源系统分布式能源管理方法,旨在通过能源调度与协同利用,实现港口区域内电力、热能及算力的综合优化,以最大化经济效益。考虑到港口不同数据负荷下的时间延迟约束及余热回收潜力,建立港口数据中心耗能计算模型;以港口微电网运行成本、数据中心运行成本和热力系统运行成本最小化为目标,考虑港口电力、热能等多种能源形式的交互耦合机制与多样负荷需求约束,构建港口综合能源系统能源管理模型;利用基于对偶分解混合整数线性规划的分布式算法进行求解,以获得综合能源系统的最优能源管理方案,协同推进航运业及道路运输业脱碳行动。仿真分析表明,该方法可以提高港口综合能源系统的运行效率,有效应对算力需求的挑战。

天然气分布式能源在工业园区中的应用

工业园区作为现代产业集聚区,其能源供应的高效、稳定和可持续性对园区的长期发展至关重要。随着天然气分布式能源技术的不断进步和应用,为工业园区提供新的能源解决方案。该文结合工程实例,将深入探讨工业园区天然气分布式能源的技术特点,并分析其如何在能源站体系中发挥关键作用,以满足园区内企业对气、热、电的综合需求,同时推动工业园区的绿色、低碳和高效发展。

分布式能源接入下的继电保护技术研究

本文从传统继电保护技术在分布式能源接入系统面临的现状出发,提出并讨论了基于智能计算和通信技术的新型继电保护技术,以解决当前面临的难题。文章对新型继电保护技术在分布式能源接入系统中的适用性和效果进行了实验和模拟的验证与分析。实验和仿真结果表明,在分布式能源接入系统中,所提出的继电保护技术可以有效地应对系统的变化和故障情况,为系统的安全可靠运行提供了有效的保障。该研究成果为分布式能源接入领域的相关研究和应用提供了理论和实践上的支持。

基于多元储能的分布式能源系统优化调度方法研究

为进一步构建清洁低碳、经济节能的供能系统,研究建立了含风、光以及多元储能的分布式能源系统,针对北京某办公园区,采用DeST预测用户负荷以及当地风、光条件。以经济性、节能性和环保性三方面的综合效益最大为目标,提出一种自适应优化运行策略,分别采用穷举搜索法和遗传算法对系统优化调度方案进行优化。同时,采用以电定热运行策略作为对照,对比分析几种不同运行策略下系统的综合效益。结果表明:传统以电定热运行模式下的综合效益平均值为0.41;而在自适应优化运行策略下,使用遗传算法得到的调度方案,其综合效益平均值可达0.5,穷举搜索法得到的运行方案,其综合效益平均值可达0.51。

“双碳”目标下天然气分布式能源发展现状及机遇

为实现碳达峰碳中和(以下简称“双碳”)目标,必须建设清洁低碳、安全高效的新型能源体系。天然气分布式能源具有相对清洁高效、综合能源利用效率高、输出能源类型多等优点,是我国实现“双碳”目标的重要发展路径之一。为此,剖析了我国天然气分布式能源存在的问题和发展机遇,进而对天然气分布式能源项目的发展提出了建议。研究结果表明:(1)中国天然气分布式能源整体发展相对较慢,且不同地区之间发展速度也存在差异,现有项目主要集中在经济较发达的京津冀鲁、长三角、珠三角以及天然气资源丰富的川渝等地区;(2)中国天然气分布式能源发展面临的主要问题包括前期投入成本较高、电网企业与项目用户端存在利益冲突使得项目上网困难、项目用户端对能源消纳程度的不确定性影响其投资回报等;(3)随着政策普及、技术发展、碳交易市场完善及经济性的提高,天然气分布式能源项目发展有望进入快速发展期。结论认为,在“双碳”目标引领下,中国天然气分布式能源产业正处于重要的战略机遇期,建议从政策支持、调峰需求、碳排放收益以及技术突破4个方面加强研究;天然气分布式能源的高质量推进对我国构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,助力实现“双碳”目标具有重要的现实意义。

面向高比例分布式能源接入的输配网两阶段风险调度研究

随着大量高比例可再生能源接入配电网,潮流呈现双向化,输电网和配电网互联性增加,分散独立的调度影响电网可靠稳定运行水平。面对输网与配网间互济需求增强的现状,提出了面向高比例分布式能源接入的输配电网两阶段风险调度研究。首先以最小运行成本为目标,构建考虑输配电网不同运行风险的日前经济调度模型,在风险限值约束情况下协同优化系统源网荷储多种可调资源;其次构建目标函数为综合风险值最小的日内风险调度模型,计算三类运行风险指标值,对日前可调控资源进行出力计划调整;最后通过改进的粒子群算例求解模型,证明了该模型可使输配电网间交互协调,协同优化运行成本与运行风险,验证了所提两阶段风险调度模型的有效性和优越性。

高比例分布式可再生能源交直流混合配电网运行调控:科学问题与技术框架

随着分布式可再生能源发电与中低压直流组网技术的快速发展,未来配电网必然向复杂的交直流混合形态演进,其运行调控技术面临许多新的挑战。在高比例分布式可再生能源交直流混合配电网(HR-HDN)运行调控技术发展需求分析的基础上,提炼出HR-HDN运行调控技术的3个科学问题,并以多类型可控设备协同、源-网-荷-储高度互动化和市场化需求为研究主线,从稳定控制、故障主动防御与恢复、电力市场机制辅助调控以及“平台+数据”数字化集成调控4个方面,提出了HR-HDN的运行调控技术框架。最后,对HR-HDN运行调控关键技术的未来发展进行了展望。

电力市场中分布式能源整合交互模型研究

开发考虑不确定性的电力市场模型,可促进分布式能源资源的市场整合,同时支持与电网公司合作解决网络使用问题。提出了一个整合交互模型,通过该模型激励灵活性发电来源以减轻可再生能源间歇性的影响,同时确保提供可靠的电力以及保证市场参与者获得一定效益。首先,分布式能源发电商在日前市场中竞标,如果无法实时满足其日前承诺,则会受到处罚。其次,为了对冲分布式能源不确定性,这些分布式能源发电商在事前期权市场从天然气发电厂等灵活性来源购买储备期权。天然气发电厂保留一些燃料以备分布式能源短缺的情况下使用,而分布式能源发电商则购买在需要时请求使用该储备的权利。然后,求解耦合的日前市场和期权市场中发电机组组合的最佳策略,并证明这些期权增加了电网从分布式能源中获取的发电量,并为灵活性发电厂提供了足够的报酬。在测试系统对所提出的方法进行了评估,与基准情况相比,基于所提出的交互方法在电力市场中实现了互惠互利的交易环境,促进了分布式能源整合。