环境约束下含多能园区的新型城镇双层组合优化经济调度

新型城镇生态文明需要考虑实时环境约束,其中多能园区碳排放量对新型城镇的环境影响不可忽视。该文构造了含多能园区的新型城镇环境约束优化调度模型,其上层经济调度将考虑新型城镇实时环境而限定碳排放约束,并按照各多能园区历史排放量分解为各多能园区实时碳排放约束;下层多能园区综合能源优化调度将考虑经济运行最优目标,同时满足实时碳排放约束;不能满足约束或超额满足时,多能园区将通过参加碳交易,进行碳指标买入或卖出。该模型通过新型城镇和多能园区上下层协调优化,以综合能源经济运行为优化目标,考虑了通过碳交易对多能园区进行排放控制的经济性激励,从而满足新型城镇整体环境要求。以序列二次规划法结合原始-对偶路径跟踪内点法求解该非线性、多维度、双层组合优化模型。算例结果表明:该方法能够提高新型城镇多种能源协同运行的经济性和环保性。

主动支撑电网频率的园区多能微网优化运行

随着新能源电源接入比例持续上升,电力系统频率失稳风险也随之上升,亟需发掘快速调频资源,增强电力系统频率稳定性。园区多能微网(district multi-energy microgrid,D-MEMG)下辖的微型燃气轮机与电转气装置功率可快速调节,具备对电网频率的支撑能力。为此,该研究主动支撑电网频率的园区多能微网优化运行问题。首先,提出改进的系统频率响应模型,刻画各类参与频率支撑设备调速器的死区与限幅环节,基于差分法,获得电网频率动态时域离散化模型。其次,考虑园区多能微网参与调频对上级配气网运行的影响,精细化建模园区多能微网调频时与上级配气网交互天然气流的变化量,构建配气网运行约束可行性检测子问题。随后,将所提模型转化为两阶段鲁棒优化问题,并采用列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法进行求解。最后,设计算例验证所提模型与算法对支撑电网频率的有效性。

大数据下多能互补园区电网容量节能配置方法

为有效检测出电网的电量负荷曲线,提出大数据下互补园区电网容量节能配置方法。通过拉普拉斯特征映射法降维处理电网高维数据;采用双层规划方法获取电网的电量平均负荷功率,构建电网容量最佳节能配置方案;利用综合资源战略规划(IRSP)方法构建多能互补园区的电网容量节能配置模型,通过PSO算法求解,完成电网容量节能配置。实验结果表明,运用该方法对电网容量进行节能配置时,可以有效检测出电网的电量负荷曲线,节能配置的成本较低、电量数据的覆盖性能较好。

基于余弦相似度的多能互补园区供能分区规划

多能互补园区因其能实现能源的梯级利用,可有效地进行多种能源的协调调度,进而提高用能效率和用能可靠性而被广泛采用。通过研究多能互补园区供能分区规划问题,在综合考虑电、热、冷、气多负荷特性的基础上提出了一种利用余弦相似度比较的园区供能分区规划方法。建立了以区内区间负荷余弦值之比最大为目标函数的园区规划模型,根据供能小区地理位置关联矩阵约束条件得到分区结果并结合选取不同核心小区产生的不同分区结果进行比较最终确定分区方案。最后,以北方某多能互补园区为例进行算例分析,表明该方法在综合考虑电、热、冷、气负荷的基础上,保证了供能分区内部负荷比例的均衡性和不同分区负荷比例的差异性,实现了该园区的合理优化分区,验证了方法的适用性。

计及电转气的多能互补园区供能分区博弈优化调度

多能互补园区能实现能源的梯级利用,可有效地进行多种能源的协调调度,进而提高用能效率和用能可靠性,因此被广泛应用。基于电转气技术和供能分区多主体特性,提出了一种计及电转气的多能互补园区供能分区优化调度方法。综合考虑多能互补园区供能分区的供能经济性、环保经济性以及风电、光伏出力特性,建立基于非合作博弈的双层优化调度模型,上层以日运行成本最低为目标函数,下层以风电、光伏出力特性最优为目标函数,利用非合作博弈理论研究园区内部各分区之间的多主体特性优化调度。算例分析结果验证了模型的有效性,实现了对多能互补园区供能分区的优化调度。

基于能量价值的多能协同园区能源利用效率指标

考虑多能协同园区(MECP)多能流的复杂耦合特性,解决传统能效评估指标忽略不同品种能量差异性的问题,文中建立了基于能量价值的MECP能源利用效率综合评价指标用以区分不同种能量的价值差异。该方法将成本分摊的热经济学思路与已有能质系数法相结合,引入能量价值参数,可更加灵敏、准确地反映高品位能源变化情况,解决了MECP不同种类能量的加和问题,为MECP规划及运行提供更环保、更科学的指标导向。

面向多能协同园区的能源综合利用率指标

考虑综合能源系统多能流特性及可再生能源接入影响,提出适用于多能协同园区能效评估的能源综合利用率指标。该指标可综合反映园区对可再生能源的消纳率及不可再生能源的利用水平,体现综合能源系统低碳、高效的核心特点。分析比较了所提指标与其他能效指标的区别,讨论了不同目标对调度策略的影响。算例结果表明,相比于传统一次能源利用率的直接推广,该指标能更准确地体现园区多能联供、能量梯级利用的优势。同时,通过适当调整电价,成本最低与能源综合利用率最高的调度结果将趋于一致,反映了为促进可再生能源消纳,减少非可再生一次能源耗量,合理定价的必要性。

多能互补园区直流配网关口变换器研制

近年来,环境污染问题日益突出,新能源应用得到很大的发展,打造智能、高效、可持续发展的多能互补园区是发展的趋势所在。直流配网关口变换器是多能互补园区的重要组成部分。本文通过分析直流配网架构及不同场景下变换器的拓扑结构,设计了一种基于NPP拓扑结构、电抗器-电容器-电抗器(LCL)串并联的滤波系统及SPVWM调制方法的直流配网关口变换器。介绍了此变换器的工作原理、参数计算、实现方法。最后,通过仿真试验及控保系统闭环测试证明了该实现方法的有效性。

园区多能互补集成优化商业模式研究

本文从投融资模式、运营模式以及盈利模式探究了园区多能互补集成优化的商业模式,并给出了不同场景下的最优商业模式。结果表明,多能互补项目商业模式应注重集成优化。结合我国电力市场现状及多种能源经济性来看,多能互补项目单纯依靠能源供给的方式盈利性不足,需进一步延伸至“服务+交易”提升项目的灵活性和经济性。

某工业园区供电系统运营优化模型及仿真分析

以碳交易和绿证交易为代表的能源政策亦不同程度影响净收益水平,为取得经济效益最大化,需合理配置不同能源类型和不同耗能发电机组之间的发电量。通过考虑能源政策,以净收益最大为目标,构建了某园区火电机组单独运营和多能互补运营的经济优化模型,并以碳交易和绿证交易为变动因素,设置了8种情景,采用混沌二进制粒子群算法确定了最优情景。算例分析结果表明,在能源政策影响下,为提升净收益水平,需增加清洁能源出力;结合能源政策,园区供电机组调整出力,净收益增加明显。

考虑5G基站的多能工业园区全寿命周期供能规划

为降低含5G基站的多能工业园区供电成本,提出了一种多能工业园区全寿命周期供能系统规划方法。首先,建立了5G基站多能负荷模型并刻画了园区内多能流耦合特征;随后,以全寿命周期成本最低为目标函数,构建了工业园区供能系统规划模型;进一步,考虑园区内分布式光伏发电及多能负荷不确定性,并应用机会约束刻画不确定性对规划方案的影响,提升规划方案的鲁棒性。仿真算例表明,通过园区内多能互补,园区年用能成本降低0.52%、年规划投资成本降低7.6%,验证了所提方法的有效性。此外,通过调整模型机会约束越限概率参数,可有效平衡规划方案鲁棒性与经济性。