高速公路绿色能源系统体系架构初探

高速公路为我国工业化与城镇化的推进做出重要贡献,能源系统支撑高速公路履行位移使命,与之而来的巨大碳排放量、环境污染等负面效应亦愈发凸显。当前高速公路能源系统的运行严重依赖于大电网,可再生能源渗透率低,部分偏远地区能源可及性差,粗排放、非协同增长方式难以满足高速公路的安全、高效、绿色与智能用能要求。在此背景下,能源交通融合发展成为践行“交通强国”战略和“30·60”双碳战略的必然选择。本文首先分析现有高速公路能源系统的不足之处,结合能源互联网和综合能源系统理念,提出建设高速公路绿色能源系统,以充分发挥高速公路自身的资源禀赋优势;接着建立高速公路绿色能源系统体系架构,用以指导系统构建;进而基于实际运行需要,综合技术研究现状与难点探讨,从需求、功能、技术、物理四个层面进行体系架构解析;然后分析了高速公路绿色能源系统建设涉及的两个科学问题;最后对高速公路绿色能源系统未来的研究重点做出展望。

基于两阶段鲁棒优化的轨道交通自洽能源系统新能源-储能规划配置

“双碳”战略和“交通强国”战略使得轨道交通系统向着高效能、高弹性和绿色化的方向发展。轨道交通系统自身具有丰富的资源,通过在其路域铺设新能源,并根据需要配置储能,构建轨道交通自洽能源系统,可实现系统的资产能源化,助力系统向绿色化方向演进。但随机性轨道交通负荷与随机性新能源出力相交织,使得轨道交通自洽能源系统的规划配置面临难题。为此,该文构建了轨道交通路域风力、光伏以及牵引负荷的不确定集合,从而考虑了供需双向不确定性;在此基础上,以年均成本最小为目标函数,并针对牵引变压器等自洽能源系统的组分进行分析,形成系统内各组分应满足的约束条件,从而构建了适应轨道交通运行需求的新能源-储能规划配置两阶段鲁棒优化模型;针对该模型的特点,采用改进列和约束生成(improved column and constraint generation,IC&CG)算法予以求解。算例分析结果表明,所提出的模型可以使得系统的自洽率满足设定要求,并降低了系统的碳排放成本,对推进轨道交通绿色化具有积极的推动作用。

基于广义目标级联法的多牵引变电站光伏-储能协同规划配置

为铁路牵引供电系统中牵引变电站接入光伏等新能源以及储能,是积极落实能源交通绿色融合发展战略的手段之一。协同规划各个牵引变电站的新能源储能容量,能够有效提升较长距离牵引供电网络的绿色化水平。该文以融通型牵引供电架构为基础,以“规划+运行”为基本思路,提出多牵引变电站光伏-储能协同规划配置方法。首先对负荷侧数据进行处理,同时建立光伏出力的概率模型;其次以经济性最优建立单牵引变电站优化规划模型,并采用广义目标级联(G-ATC)法,考虑投资、运行成本最小及弃光成本最小,构建同一铁路沿线多座牵引变电站的协同规划模型,对多站点进行协同规划配置;最后针对得到的协同规划配置方案进行了运行模拟,并以某货运铁路为例进行分析。结果表明,该方法能够合理、高效地完成多站点新能源-储能规划配置并满足系统运行需求,为既有基于融通供电型的牵引供电系统升级改造提供了可行方案。