Optimal Scheduling for Flexible Regional Integrated Energy Systemwith Soft Open Point

The Regional Integrated Energy System(RIES)has brought new modes of development,utilization,conversion,storage of energy.The introduction of Soft Open Point(SOP)and the application of Power to Gas(P2G)technology will greatly deepen the coupling of the electricity-gas integrated energy system,improve the flexibility and safety of the operation of the power system,and bring a deal of benefits to the power system.On this background,an optimal dispatch model of RIES combined cold,heat,gas and electricity with SOP is proposed.Firstly,RIES architecture with SOP and P2G is designed and its mathematical model also is built.Secondly,on the basis of considering the optimal scheduling of combined cold,heat,gas and electricity,the optimal scheduling model for RIES was established.After that,the original model is transformed into a mixed-integer second-order cone programming model by using linearization and second-order cone relaxation techniques,and the CPLEX solver is invoked to solve the optimization problem.Finally,the modified IEEE 33-bus systemis used to analyze the benefits of SOP,P2G technology and lithium bromide absorption chillers in reducing systemnetwork loss and cost,as well as improving the system’s ability to absorb wind and solar and operating safety.

Building-integrated renewable energy policy analysis in China

With the dramatic development of renewable energy all over the world,and for purpose of adjusting energy structure,the Ministry of Construction of China plans to promote the large scale application of renewable energy in buildings. In order to ensure the validity of policy-making,this work firstly exerts a method to do cost-benefit analysis for three kinds of technologies such as building-integrated solar hot water (BISHW) system,building-integrated photovoltaic (BIPV) technology and ground water heat pump (GWHP). Through selecting a representative city of every climate region,the analysis comes into different results for different climate regions in China and respectively different suggestion for policy-making. On the analysis basis,the Ministry of Construction (MOC) and the Ministry of Finance of China (MOF) united to start-up Building-integrated Renewable Energy Demonstration Projects (BIREDP) in 2006. In the demonstration projects,renewable energy takes place of traditional energy to supply the domestic hot water,electricity,air-conditioning and heating. Through carrying out the demonstration projects,renewable energy related market has been expanded. More and more relative companies and local governments take the opportunity to promote the large scale application of renewable energy in buildings.

Operation Cost Optimization Method of Regional Integrated Energy System in Electricity Market Environment Considering Uncertainty

In the electricity market environment,the regional integrated energy system(RIES)can reduce the total operation cost by participating in electricity market transactions.However,the RIES will face the risk of load and electricity price uncertainties,which may make its operation cost higher than expected.This paper proposes a method to optimize the operation cost of the RIES in the electricity market environment considering uncertainty.Firstly,based on the operation cost structure of the RIES in the electricity market environment,the energy flow relationship of the RIES is analyzed,and the operation cost model of the RIES is built.Then,the electricity purchase costs of the RIES in the medium-and long-term electricity markets,the spot electricity market,and the retail electricity market are analyzed.Finally,considering the risk of load and electricity price uncertainties,the operation cost optimization model of the RIES is established based on conditional value-at-risk.Then it is solved to obtain the operation cost optimization strategy of the RIES.Verification results show that the proposed operation cost optimization method can reduce the operation cost of high electricity price scenario by optimizing the energy purchase and distribution strategy,constrain the risk of load and electricity price uncertainties,and help balance the risks and benefits.

多站融合的微能源系统站 网协同布局

为了促进资源的共享,提高能源利用率,建立了双层站网优化布局模型,对多站融合的微能源系统的融合站数量、位置、设备容量配置,以及管线分布进行了协同规划。上层模型采用最小生成树和谱聚类求解,解决了融合站数量、位置和管线分布问题;下层模型采用提出的改进的粒子群优化算法,解决了设备容量配置问题。通过对规划区域进行算例仿真,得出了系统站网协同布局的优化结果,验证了所提模型和算法的可行性与合理性。

全产业链贯通布局下钒液流电池长时储能发展思考

清洁能源的发展和“双碳”目标的实施推动了能源结构调整和电网系统升级,这必将催生巨大的万亿长时储能需求,麦肯锡预测2030年全球可再生能源占比将升至60%~70%,长时储能比2025年增加5~10倍(预计2025年30~40 GW)。全钒液流电池相比其他电化学储能具有安全长寿、灵活可靠、资源丰富等优点,2018~2023年国家和地方发布了多项清洁能源储能配置标准的政策性文件,在此背景下钒储能电池行业企业持续高速增长,行业集中度提升,宏观领域表现为我国钒储能产业正处在加速发展期。目前,钒储能电池总体成本较高,主要原因是钒原料价格高,降低成本的核心环节是钒资源提取成本和电解液生产制造成本。中国恩菲研发的短流程制备钒电解液技术相对于传统钒电解液制备技术具有流程短、钒利用率高的特点,制造成本降低了30%~50%,后期随着钒资源开发和新工艺的研发成功,钒储能产业降本优势将愈发突出。在国家政策支持下,钒液流电池储能系统有望在短期内实现规模化、商业化应用,成为储能领域的重要选择。未来,钒液流电池储能系统仍需从多方面进行优化,如重视技术创新和研发、健全回收利用体系等,以实现钒液流电池长时储能产业的可持续发展。

多冗余模式下综合能源系统两阶段优化配置

在综合能源系统向复杂化、高耦合度发展的过程中,设备单元运行可靠性降低与高昂的设备运维成本问题难以忽视。针对上述问题,从内部配置结构优化的角度,将系统工程中主、被动冗余思路引入综合能源系统,完成子系统单元的冗余设计。提出了一种针对冗余设备逻辑最优工况匹配的两阶段流程,以实现全系统整年运行优化。从经济、能源和环境3方面建立评价指标,基于蜜獾算法对两建筑、四系统进行案例研究。结果表明:所提3种冗余系统均实现了可靠性与各性能指标的明显提升;主动冗余系统年度总运行成本最低,热备用系统可靠性表现最好,冷备用系统综合性能最佳。

光伏建筑一体化光伏幕墙体系与经济性研究

在当今全球能源转型的大背景下,建筑行业作为主要能源消费领域,其能源消费模式的革新对于实现国家层面的可持续发展目标至关重要。鉴于此,显著削减建筑领域对化石燃料的依赖,并积极拓宽可再生能源的利用渠道,成为了推动绿色建筑革命的重要策略。光伏建筑一体化(BIPV)技术,作为一种将高效光伏发电系统与现代化建筑设计、建造工艺深度融合的创新实践,不仅展现了太阳能这一清洁、可再生资源的巨大应用潜力,而且也预示着未来建筑领域在能源自给自足方面广阔的发展蓝图。为了探究光伏建筑一体化的现状,文章对光伏建筑一体化的背景及常用的应用场景进行研究,通过案例分析光伏幕墙增量成本,并采用静态投资回收期和效益费用比两个参数对薄膜类光伏幕墙、晶硅类光伏幕墙、薄膜类光伏采光顶三种光伏方案的经济性进行分析,为后续光伏建筑一体化中光伏幕墙的经济性提供参考。

计及电-气双向耦合的综合能源配电网优化重构

综合能源系统是实现电网、气网以及热网等多种能源系统深度融合,利用能量耦合互补等优势提升整个系统能源利用效率的有效形式。为提升综合能源系统优化运行能力,文章首先基于电转气技术与天然气发电技术,构建了的电-气双向耦合综合能源系统总体模型。进而考虑配电网重构技术(Distribution Network Reconfiguration Technology,DNR)中拓扑结构灵活可控这一特性,在配电子系统中引入开关变量、系统运行总费用最低这一目标函数及网络辐射状拓扑结构等约束,建立了配电子系统重构模型。从降低模型求解复杂性的角度,应用二阶锥松弛、乘积变量线性化及分段线性化等方法,将原始综合能源配电网重构非凸非线性模型转化为混合整数二阶锥规划(Mixed Integer Second-Order Cone Programming,MISOCP)问题求解。仿真结果表明,在电-气双向耦合的综合能源系统中应用配电网重构技术,能够降低综合能源系统运行费用,同时有效支撑了配电子系统电压与配气子系统气压。

沿海区域综合能源生产单元随机优化调度

为实现沿海区域的海上风电场、海上采气平台和陆上热电联供燃气电厂等多种能源生产子单元的协同化运行,考虑可再生能源出力和氢负荷的随机波动,提出沿海区域综合能源生产单元(coastal integrated energy production units,CIEPU)随机优化调度模型。采用参数化代价函数近似(parametric cost function approximation,PCFA)的动态规划算法求解随机优化调度模型。通过一种基于梯度下降的求解方法--Adadelta法,获得策略函数的一阶信息,并计算梯度平方的指数衰减平均值,以更新策略函数的迭代步长;对随机优化调度模型进行策略参数逼近,从而得到近似最优的策略参数,并逐一时段求解出CIEPU的最优调度计划。最后,以某个CIEPU为例,分析计算结果表明,所提出方法获得的优化调度方案可以提高CIEPU运行的经济性并降低碳排放量,验证了所提方法的准确性和高效性。

电网级大规模储能的电池技术进展

探讨电网级大规模储能的重要性,包括平衡电力系统负载、促进可再生能源并网、减少发电设施建设规模及提高供电可靠性等方面。介绍不同类型的电池技术在电网中的应用及面临的挑战,如循环寿命、安全性、经济成本等,并提出创新优化方向,如材料创新、智能化电池管理系统、模块化与集成化技术、与可再生能源的协同技术及经济性分析与市场拓展等。

考虑需求响应和碳交易的含P2G综合能源系统低碳经济调度

电转气(power to gas,P2G)技术是提升综合能源系统灵活性与能源利用率的有效途径。为进一步发掘P2G对综合能源系统的可调节能力与碳减排影响,文章提出一种考虑需求响应和P2G参与碳交易市场的优化调度模型。根据系统负荷特性建立了电热综合需求响应模型;结合碳交易机制背景,考虑P2G对碳交易机制的激励作用,建立系统综合碳交易成本模型;以运行成本最小和弃风量最小为目标函数,建立了综合能源系统低碳调度模型,并通过三种场景对比验证所提模型的有效性。通过对需求响应调节能力、机组出力情况、碳价以及弃风惩罚系数分析发现,需求响应有效提高了系统经济型与用能灵活性;考虑综合碳交易成本模型下,合理制定碳价及弃风惩罚系数能有效促进系统低碳经济运行。

中国海上低渗油气田开发历程、关键技术及攻关方向

中国海上低渗透油气资源丰富、分布广泛,但受海洋特殊作业环境、技术和经济性等限制,经济有效开采难度大,攻克技术瓶颈、推进规模化开发意义重大。历经多年实践,充分吸收陆上油田开发经验,立足少井高产,围绕“四个匹配”攻关形成了具有海上特色的低渗有效开发技术路径,提出三项开发策略“压裂投产、能量补充、降本增效”和5项关键技术内容,即储层综合评价、有效能量补充、地质工程一体化、压裂工艺工具与经济评价,成功突破了20 mD以上低渗透油藏开发瓶颈,并逐渐下探至5 mD近特低渗油藏有效开发,有力地推进了海上低渗油田开发进程。未来将进一步探索深层-超深层油气领域关键技术,研发大型压裂作业技术装备,打造海上低渗“CO_(2)驱油+封存”联合工程。

基于CPSS的综合能源微网群参与调频辅助服务成本建模分析

随着双碳战略的实施,新能源在电力系统中所占比例不断提高,系统频率调节能力逐渐下降.针对该问题,对分布式综合能源微网群参与电力系统调频辅助服务展开深入研究.首先,基于微网个体聚合后参与调频市场的理念,阐述综合能源微网参与调频辅助服务市场的模式;其次,建立综合能源微网群的信息-物理-社会模型,基于该模型计算微网群体的调频成本,成本模型中考虑多种调频方式,并利用灰色定权聚类方法对微网的社会属性进行分类,用以仿真分析微网个体参与调频市场的意愿及概率值;然后,基于蒙特卡罗模拟提出微网聚合商参与调频辅助服务时的成本计算方法,为聚合商参与调频市场报价提供基础.最后,对一个拥有5个综合能源微网的聚合商进行仿真分析,得到其调频成本的变化曲线.仿真结果显示微网个体的社会属性对聚合商的调频成本影响可达到6.921%,在报价过程中需要充分计及微网社会属性所带来的不确定性风险.

计及镁基固态储氢的综合能源优化调度

为促进风电消纳,降低用能成本,减少碳排放量,提出一种计及镁基固态储氢的综合能源优化调度方法。首先,针对过量风电,构建含电解槽和镁基固态储氢装置的系统架构;然后,结合氢燃料电池、甲烷反应器、余热锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机等设备间的能量流动和能量耦合,建立考虑多能联供的综合能源系统;最后,以综合能源系统运行成本最小和综合能源系统碳排放量最小为目标函数,考虑各种约束建立优化模型,调用MATLAB中YALMIP工具箱和CPLEX求解器,基于熵权TOPSIS法得到最优解。仿真结果表明,所提出的优化调度方法,可促进风电完全消纳,降低系统运行成本5.05%,降低系统二氧化碳排放质量10.00%。

基于改进蜻蜓算法的综合能源系统经济调度

为了提升热、电、气综合能源系统(Integrated Energy System,IES)的经济效益,文章以IES总成本最小构建了综合能源系统经济调度模型。采用逆混沌映射和非线性惯性权重对蜻蜓算法进行改进,使改进的蜻蜓算法(Improved Dragonfly Algorithm,IDA)具备更好地寻优性能。采用IDA算法对综合能源系统经济调度模型进行求解,并将求解结果与常用优化算法进行对比,结果表明,IDA算法在进行综合能源系统经济调度时的优化效果更好,在该调度方案下,各设备出力合理,IES总成本也达到了最小,实现了IES的经济调度。

铝合金一体化大型压铸结构件应用与挑战

新能源汽车一体化压铸技术引领了造车工艺的革新。为了满足新能源汽车对整车轻量化及成本控制的双重需求,阐述了铝合金材料在汽车轻量化进程中的关键作用,分析了铝合金一体化压铸工艺的原理、优劣势及其国内外应用现状,探讨了一体化压铸技术在材料开发和工艺技术方面所面临的挑战,并针对一体化压铸技术发展与应用提出可行性建议,旨在推动铝合金材料在汽车制造中的广泛应用,为汽车行业的轻量化、节能化和环保化提供有力参考。

综合交通枢纽工程智慧能源管理系统探讨

本文研究利用新一代数字技术,对综合交通枢纽工程能源系统进行监测和控制,以达到最优的能源使用效果。通过建立智慧能源管理系统,为综合交通枢纽提供数字化、精细化的能碳管理,为能耗和电费管控提供支持,助力环境舒适度改善、能源成本降低和效率提升,促进可持续发展。

电-气综合能源系统的联合规划模型搭建

在“双碳”目标大背景下,越来越多的综合能源系统应用于当前生产实际中,但当前综合能源系统存在容易出现新能源出力反调峰特性问题,需同时进一步优化系统综合运行效益。为此搭建了一套考虑风电不确定性的电-气综合能源系统碳捕集-储气-电转气鲁棒联合规划模型。仿真分析表明,所提方法较传统方法的综合成本与弃风率均更低,综合性能更优,具有一定优越性。

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。

基于多元能量供需–成本映射分析的园区综合能源系统协同优化运行方法

园区综合能源系统能够充分发挥多类异质能源互补互济的综合优势,通过协调各类能源设备为用户提供可靠、优质、经济的能量供应。针对园区综合能源系统优化运行模型精度与求解效率之间的矛盾,提出一种基于多元能量供需-成本映射分析的园区综合能源系统协同优化运行方法。首先,建立了考虑多类型能量转换设备变工况运行特性的园区综合能源系统一体化模型;然后,分析了各类型能源设备的净成本-出力特性,进而构建了面向园区多元用能需求的综合成本-能耗曲线,并给出其通用模式;在此基础上,提出一种基于多元能量供需-成本映射分析的协同优化运行方法;最后,以某园区综合能源系统为例进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法可以显著提高优化运行方案准确性,且能够保证较短的优化计算时间。