煤层气和压缩空气储能复合的矿区综合能源系统优化运行模型

由于缺乏有效的回收工序和利用手段,矿区大部分低浓度煤层气被直接排空,造成严重资源浪费和温室效应。同时,间歇随机波动的可再生能源渗透率增加导致电力系统安全经济运行面临严峻挑战。该文集矿区低浓度煤层气资源和压缩空气储能优势于一体,提出煤层气和压缩空气储能复合的矿区型综合能源系统结构。采用变压吸附工艺提纯低浓度煤层气资源,回收提纯过程具有余压的废气资源作为压缩空气储能进气源。利用地下废弃矿道分别作为压缩空气储气库和煤层气储气库,形成余压利用型压缩空气储能系统。利用储能压缩热和煤层气发电余热资源,通过矿区热、电、储联合运行方式与可再生能源互补调节。基于该结构建立系统模型,以系统运行成本、风电消纳和碳排放为目标建立多目标优化模型。通过算例将是否考虑变压吸附的矿区综合能源系统进行对比,结果表明,所提出的系统具有良好的经济性、风电消纳能力和减碳能力。

基于需求响应的电热综合能源市场MPEC优化

为促进电热综合能源市场多能流协同消纳,减少负荷不平衡所带来用能波动的问题,基于价格弹性矩阵建立电、热需求响应模型,以能量枢纽为利益主体,利用均衡约束数学规划模型,制定综合能源市场竞标策略。实现电、热网运营商运行成本最小的同时,使能量枢纽运营主体获得最大收益,并且有效降低系统总耗能。结果表明,系统在综合需求响应机制的作用下削峰填谷、平衡系统用能,以能量枢纽获益降低160.44元为代价,换取减少能耗2.3 MW,且冬夏两季能量枢纽收益和系统整体能耗百分比变化较小,分别为3.42%和0.604%。

光-风电协同的低碳综合能源生产单元优化模型

为提升可再生能源发电并网消纳水平,协助传统燃煤电厂低碳化改造,推动电力系统低碳能源转型,以周孝信院士提出的综合能源生产单元架构为基础,建立光-风电协同的低碳综合能源生产单元优化模型,利用光热电站和风力发电为碳捕集系统稳定供能,减少碳捕集过程中消耗的燃煤资源。结果表明,与传统模型相比,光-风电协同的低碳综合能源生产单元优化模型将系统运行成本降低了9.6%,碳排放量降低了11.7%,产品收益提高了80.4%,具有良好的经济性与低碳性。

基于DBN深度学习残差修正的AUKF超短期光伏功率预测模型

针对线性模型和测量噪声时变因素降低光伏功率预测精度的局限,提出一种分层的光伏发电功率预测模型。通过自适应算法改进无迹卡尔曼滤波实时噪声估计,降低光伏功率预测系统状态空间模型中辐照度、光伏功率测量噪声时变对预测精度的影响,实现光伏发电功率的初步预测。二层预测中,基于DBN深度学习网络修正初步预测残差,降低非线性气象因素对预测精度的影响。利用现场实测数据,通过仿真验证了改进模型具有较好的预测精度、良好的泛化能力和工程应用价值。

贝叶斯数据驱动的精确解耦线性潮流模型

为解决配电网不准确、不可知物理参数影响常规潮流计算的问题,基于配电网节点交流方程及现场母线电压幅值和相角取值特征,解耦电压幅值和相角,给出了解耦线性潮流模型,通过建立数据驱动与解耦线性潮流的映射模型,利用贝叶斯数据驱动方法进行线性回归,精确计算潮流,采用IEEE标准节点系统验证文中模型的精确性和有效性。结果表明,文中方法不仅可以保证所求电压相角的误差在0.2%以内,还可以求解出各节点的电压幅值,误差小于0.088%。

多备用资源联合发电系统的两阶段鲁棒优化调度

风光发电具有随机性和波动性,针对发电系统大比例接入风光机组会产生弃风弃光和备用问题,提出一种多备用方式的联合发电系统两阶段鲁棒优化模型,通过引入光热电站和绿氢单元,建立联合发电系统结构来改善弃风弃光,在此结构上,拓展光热机组提供备用资源,运用三层两阶段优化方法优化模型。结果表明,与传统模型相比,文中方法将系统运行成本降低了30.8%,弃风弃光率降低了33.89%,火电机组开机率提高了23.61%,证明了文中提出的模型具有较好的经济性、风光消纳能力和灵活性。

基于“两性一度”的潮流计算研究性教学载体设计

为应对电力系统分析课程领域出现的新问题、新挑战,同时满足“金课”建设高阶性、创新性、挑战度的标准和要求,针对电力系统潮流计算课程内容,按交流潮流基础内容、直流潮流高阶研究、数据驱动潮流挑战度创新研究和潮流计算实践的阶梯顺序,应用研究性教学理念设计教学载体.制定科学合理的考核评价体系,真实、客观反映载体教学效果并激发学生的科研热情.通过研究性教学载体的实践探索,促进培养高素质电力系统专业人才的同时,构建适合专业前沿发展需求的电力系统分析课程模式.

电动汽车充放电与光伏-火电机组的经济调度

针对光伏并网及EV无序充电引起火电机组侧负荷剧烈波动问题,提出一种EV集群有序充放电的经济调度策略,以K-means算法聚类的光伏发电典型场景及其概率表征光伏发电不确定性,基于光伏发电并网后机组侧负荷制定动态分时充电电价,将考虑用户日常停车充电规律的EV集群聚合为虚拟储能,选取EV充电总成本、火电机组运行成本和弃光惩罚成本最小为目标函数,建立基于动态分时电价的虚拟储能充放电调度模型,对5种光伏发电典型场景进行仿真。结果表明,考虑5种典型场景的机组运行总成本及EV充电总成本的策略相比,采用固定电价的无序充电方式分别下降了2.62%和24.61%,证明了该调度策略的可行性。