海水淡化厂与区域水-能耦合系统的协同调度

海水淡化厂具有能量密集、运行灵活的特点,是理想的电力需求响应资源。然而,现有关于淡化厂与电网协同运行的研究大多关注电网和淡化厂的一体化调度、无法适应双方自主决策的工程场景,对淡化厂运行约束的刻画也比较粗糙。该文研究反渗透淡化厂与区域水-能耦合系统(waterenergy nexus,WEN)的协同运行方法。首先,考虑淡化厂的生产流程、调节特性和运行约束,分别建立传统及新能源淡化厂的水-能管理模型;其次,在保障两类淡化厂和区域WEN自主决策和信息隐私的条件下,提出以双方调度计划互动为载体的“激励型”和“价格型”两种协同运行机制及调度模型,并提出基于二阶锥松弛和McCormick包络的求解方法。用算例验证所提协同运行机制、调度模型及求解方法的有效性。

5G基站与区域综合能源系统的水–能耦合与协同

优化基站(base station,BS)能量管理、加强基站与电网互动是降低5G基站运行成本、提升电网灵活性的有效方式。然而,现有“站–网”互动研究大多立足通信需求而忽略了电网约束。另一方面,水冷方案及其余热利用的引入使5G基站能量管理演化为涉及基站、配电/水网、供热用户交互的水–能管理问题。为此,在5G规模化应用和综合能源系统背景下,研究水冷5G基站与区域电–水联合系统(integrated electricity-water system,IEWS)的协同调度问题。综合考虑基站休眠、余热利用及“水/能产消”特性,提出水冷5G基站的水–能模型及水/能需求响应模型,并进一步提出基站与区域IEWS的协同机制及3阶段调度方法。用2个算例验证了所提方法的有效性及其对降低IEWS、5G基站运行成本,促进风光消纳的积极作用。

AGC机组动态优化调度模型的凸松弛及其双层迭代算法

为了应对高比例可再生能源接入给互联电网频率控制带来的挑战,现有研究提出通过自动发电控制(AGC)机组动态优化调度来克服常规AGC控制滞后的问题。然而,AGC机组动态优化调度模型是混合整数非线性规划(MINLP)模型,不易求解。为此,基于凸优化理论,提出了AGC机组动态优化调度模型的改进算法。首先,基于变量替换及分段McCormick包络技术对原模型的双线性项进行松弛;然后,通过功率损耗的线性化处理,将原模型转化为可高效求解的混合整数线性规划(MILP)模型;在此基础上,进一步提出一种双层迭代算法,通过内层循环收紧双线性项松弛间隙、外层循环减小功率损耗的线性化误差,以提高调度模型的求解精度。最后,采用IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统验证了所提改进算法的有效性。

面向区域综合能源服务的电-水联合潮流

现有关于综合能源系统潮流的研究大多以电力、热力、燃气系统耦合形成的多能系统为研究主体,而少量关于电-水联合系统潮流的研究又存在耦合方式单一、模型适应性差等问题。为此面向区域供电、供水综合服务商,提出配电网、配水网耦合形成的区域电-水联合系统的潮流模型和计算方法。提出2种用户级电-水能源集线器模型以描述终端用户综合用能行为产生的电-水关联关系;在此基础上,考虑电-水之间的泵站耦合和用户级能源集线器2种耦合方式,以及水负荷的水压特性,提出区域电-水联合潮流模型及计算方法;用2个不同规模的区域电-水联合系统验证了所提潮流计算方法的有效性,并对比分析了用户级电-水能源集线器及水负荷水压特性对联合潮流的影响。

区域水–能耦合系统的电–气–水混合潮流模型

在综合能源系统的框架下,研究区域水-能耦合系统的混合潮流模型和计算方法。目前,仅有少量研究关注电-水混合潮流,而这些研究又存在耦合方式单一、电-水单向耦合的问题。为此,考虑燃气机组和电转气设备的耗水特性,提出一种估算电转气设备耗水量的方法;在此基础上,考虑燃气机组、电驱动压缩机、电转气设备、水泵、燃气锅炉和电锅炉等多种耦合设备和耦合方式,提出电-气-水混合潮流模型,并进一步提出区域水-能耦合系统的4种运行模式及其混合潮流计算方法。最后,用IEEE-33节点配电网、11节点配气网和13节点配水网耦合形成的区域水-能耦合系统为算例,验证了所提电-气-水混合潮流计算方法的有效性。