综合能源系统多能流建模和仿真技术综述

综合能源系统将各种类型能源紧密联系形成复杂的多能流网络,实现用能质量的提高,支持大规模可再生能源接入。为开展综合能源系统多能流建模和仿真技术的研究,首先归纳了多能流耦合特性与差异特性;接着介绍了三种多能流统一建模方法:能源集线器建模法、统一能路建模法和能量网络建模法,在模型求解方面,分析比较了统一求解与分解求解两种方法的优缺点;在此基础上,对典型的综合能源系统多时段仿真流程进行了阐述,并对仿真技术的难点与未来进行了分析与展望。为综合能源系统实时运行控制策略的在线优化与校核提供理论依据。

电-气互联系统建模与运行优化研究方法评述

基于燃气轮机和电转气(P2G)双向耦合的电-气互联系统(IEGS)是实现高比例可再生能源消纳、提升终端能源利用效率的重要载体。首先,基于电力-天然气流传输特性的对比,阐述了IEGS的内涵及其优势。其次,介绍了IEGS中耦合新设备——P2G的技术原理和建模方法。进一步,围绕IEGS能流建模求解和优化运行调度2个维度,总结综述了相关技术的研究进展。关于优化运行调度的研究进展,主要从基础调度模型、计及系统随机性、计及能流差异性、计及运营管理机制、模型非线性处理方法等5个方面展开论述。最后,对未来IEGS建模和运行优化的研究进行了展望。

多能源互补分布式能源系统集成研究综述及展望

分布式能源系统是能源革命发展的重要载体和推进手段,将在未来能源体系中占据重要地位;同时多能源互补是其发展的主要方向和关键特征,开展多能源互补分布式能源系统相关研究对我国的能源转型具有重要的意义。该文从资源量化表征与需求预测、多能流建模、系统集成与规划、运行优化与主动能量调控、以及能源系统综合评价等5个方面对多能源互补分布式能源系统集成的发展现状进行分析,探讨未来可能的发展趋势和面临的挑战,为多能互补分布式能源系统未来基础及应用研究和行业发展提供一定的参考和建议。

计及化工生产过程的综合能源系统优化运行研究

综合能源系统在提高可再生能源利用率和为系统提供灵活性方面具有一定优势,如何厘清其物料流与能量流复杂耦合关系,建立优化运行策略是亟待解决的问题。以甲醇化工园区为例,构建甲醇化工园区综合能源系统(Methanol Chemical Park Integrated Energy System, MCPIES),运用序贯模块法对甲醇生产过程进行模块化处理,通过依次求解生产过程中关键的物料流,确定甲醇生产过程的物料流平衡关系,在此基础上建立量化甲醇生产单元物料流与能量流耦合关系的数学模型,从而实现其优化运行调度;同时考虑MCPIES的生产柔性可调节特性,设置多个算例对比验证其柔性可调节特性对其日常生产运行经济性的影响。仿真计算结果显示,该策略可有效地降低园区的用能成本。

电-气-热一体化混合能源系统研究评述与展望

针对电、气、热三种能源网络耦合交互一体化的状况,综述了混合能源系统(hybrid energy system,HES)在不同时间尺度下的建模及运行优化问题。首先,介绍了国内外HES的研究现状,提出电-气-热一体化HES的概念,并系统地描述其网络架构及基本特点;其次,对HES的稳态建模进行概述,并总结能流求解及最优能流求解的方法;然后,针对HES的动态建模问题进行研究思路的分析;最后,从规划设计、综合能源市场交易和系统指标评估三个层面,对未来HES应用研究提出思考与展望。