电-氢混合储能参与的多能系统低碳优化

针对可再生能源高渗透率的多能系统的未来发展,基于多能流交互拓扑,研究电-氢混合储能参与的IES灵活协同调控。考虑电-氢混合储能影响,构建以经济成本、风光使用率和碳排放量为多评价指标,研究多能流的多能调控策略。基于多能流的碳排信息,提出电-氢混合多能系统碳流倒推方法,利用多能流的碳流拓扑辅助多能调控决策。通过对实际电网的仿真,分析电-氢混合储能对系统综合效益的改善效果,研究源-荷-储互动特性,验证该文方法的有效性和合理性。

阶梯式碳交易的城市多能系统能量互补优化调度策略

引入城市能源服务中心(urban energy service center,UESC)作为供能和价格引导枢纽,构建了含典型功能的城市多能微网系统集群结构及其阶梯式碳交易机制模型。提出了一种城市多能系统双层优化调度策略,其上层为最小化UESC的运营成本,下层考虑城市多功能区域集群间的能量互济,采用交替方向乘子法求解综合能源系统(integrated energy system,IES)集群的分布式调度,协调各IES之间的功率交互。最后,利用IEEE-33节点电网和32节点热网耦合系统,并通过4类典型场景验证所提模型与算法的有效性,优化城市多能系统间能量的互济互补,减少系统总运行成本,降低系统碳排放,提高系统运行的经济性、灵活性和韧性。

基于改进BP网络和AHP模型的区域多能系统协同优化方法

针对多能系统对分布式能源使用率较低且经济效益不理想的问题,提出了基于改进BP网络与AHP模型的区域多能系统协同优化方法.该方法利用AHP模型构建了区域多能系统评价体系,并设计了双层GA-BP网络用于学习优化系统的各项评价指标,以得到最佳的系统综合评价得分用于调整系统能源的供需量.基于园区多能系统的实验结果表明,所提方法的可靠性、经济效益、碳交易成本及用户满意度分别为0.99、10.82万元、0.43万元和1.故其在提高经济效益的同时,还可保证系统运行可靠性及绿色环保.

计及柔性负荷的乡村地区电-热多能系统经济优化运行

随着中国乡村振兴战略的持续推进,乡村地区对能源的多元化需求及服务质量提出了更高的要求。电-热多能系统(electric heating multi-energy system, EHMES)能够有效改善乡村地区的用能结构,促进清洁能源消纳。针对乡村地区中存在的灵活性资源,首先,构建包含光伏、风电、小水电、沼气热电联产机组、地源热泵、储能装置、柔性负荷等在内的乡村电-热多能系统优化模型。其次,考虑系统各等式约束及不等式约束,以系统运行总成本最低为目标函数,在Matlab环境下采用Yalmip工具箱和CPLEX求解器对所建立的模型进行求解。最后,以南方某省乡村电-热多能系统为例,分析模型在2种不同场景下的运行情况。算例结果表明,柔性负荷在降低系统运行成本、削峰填谷、促进清洁能源消纳方面具有显著效果。

基于氢能的风-火耦合多能系统设计与综合评估

为了提高火电机组深度调峰极限,挖掘其提升新能源消纳能力的潜力,构建了基于氢能的风-火耦合多能系统。建立了风-火耦合多能系统的设计框架,包括设计原则、系统组成及评价指标体系等,提出了富裕风电制氢支撑的风-火耦合多能系统的总体结构;考虑经济性、能源利用、"双碳"目标、可靠性这4个方面的影响因素,提出了风-火耦合多能系统的多尺度评价指标及其数学模型,并基于模糊层次分析-熵权法确定各指标的权重占比;以某地区拟建的风-火耦合多能系统结构设计为例,验证了所提方法的有效性,可为实际工程建设提供了一定的参考。

基于分布式交易的集群多能系统运行优化

针对多能系统集群开展分布式交易的新形势,提出一种多能系统优化运行决策模型。多能系统参与分布式交易的背景下,其运行策略优化是融合了多能系统内部调度计划和外部市场分布式交易的协同优化。基于多能系统中各类电源、储能及能量转换设备的运行特性及多能流耦合关系分析,以多能系统综合运行成本最小为目标,考虑各类设备运行约束,建立多能系统内层资源调度优化模型,优化决策多能系统各种能源的消耗和能源间的转换关系。在此基础上,基于交替方向乘子法(ADMM),建立嵌入多能系统内部调度优化的互联多能系统集群分布式交易优化仿真模型。通过算例证明该模型可兼顾多能系统自身个体利益和集群整体利益,仿真分析多能系统集群的交易格局分布特征,决策出多能系统的优化运行策略。

含电转气多能系统的协调控制与优化调度

基于能量枢纽的概念,依据共串联特性,将多能系统划分为供给、转换、储存和消费模块,建立以电网和天然气网为供能网络的通用型含电转气(power to gas,P2G)多能系统模型。以降低成本,减少排放,提高新能源出力以及增加P2G转换效益为目标,建立协同调度模型,分析协同调度结果。最后在算例中验证3种不同场景的多能系统协同调度,结果表明含P2G多能系统的协同调度具有较高的综合收益。

计及调峰主动性的风光水火储多能系统互补协调优化调度

调峰补偿与调峰分析火力发电是解决风能、太阳能等大型可再生能源并网后电力系统调峰能力降低问题的一种方式,是补充、协调和优化风能、太阳能、水力和热能多能源系统的调度策略。多能源系统电力结构复杂,变量多,约束多,应采用分层优化调度方法。上述模型旨在优化储能系统的最小净负荷变化和最大运营利润,最大化储能系统的削峰填谷特性和峰谷值。目的是减少负载差异并增加可再生能源的消费空间,最大限度地降低机组的运行成本,减少可再生能源的浪费,发挥火电厂的深度调峰能力,优化其可再生能源吸收能力和火电厂的经济运行,同时兼顾调峰措施的局限性。文章基于分解调整的思想,实现了上下问题的调整和下问题的交替迭代求解。最后,以改进后的IEEE30节点系统为例,对各种场景进行了仿真分析。结果表明,所提出的策略能够有效提高系统的可再生能源吸收能力和系统运行的经济性。

新疆哈密地区风光互补、氢储能耦合煤化工多能系统研究

新疆哈密是我国综合能源基地之一,但近年来"弃风弃光"严重,同时煤化工严重污染环境。在前期研究发现:将风、光-氢储能及煤化工进行耦合,是一种有效的解决"弃风弃光"、减少污染的途径。文中整合风电、光伏、氢储能及煤化工资源,建立风光互补-氢气储能耦合煤基能源化工的多能耦合系统,该研究切合新疆哈密能源产业发展现状,有助于解决"弃风弃光"问题,促进就地消纳能力,同时降低煤化工对环境的污染,氢能还可以应用到未来新能源汽车等产业,最终促进新疆能源产业的健康可持续发展。

计及多时段尺度与地域分层的多能互补系统经济调度

在考虑电热能源互联基础上,提出了计及多时段尺度与地域分层的电热多能互补系统经济调度策略,该策略从单时段和多时段角度出发,综合考虑局域级和区域级的能量平衡关系,以实现电热多能互补系统经济调度为目标。首先,在采集局域级各类能源资源数据与信息的基础上建立母线式电、热能平衡模型;然后,提出区域级能量平衡公共母线式模型,并采用小容量机组等效思想来等效聚合同类型机组;其次,建立典型局域级电热互联能源系统模型;最后,对电热多能互补系统经济调度求解,并输出经济调度结果信息。对电热多能互补系统的经济调度的有效性与合理性通过仿真算例已经得到验证,为区域级电热多能互补系统多能互补利用、资源协调配合、经济高效运行及分析提供参考与理论指导。

含储能的多能互补系统功率控制方案

为实现对含储能的多能互补系统中多种能源输出功率的安全高效控制,本文提出一种功率控制方案。首先,给出含储能的多能功率控制系统的硬件和软件架构;然后,提出一种三轮功率分配方案并给出具体流程,第一轮是储能与其他能源之间的功率分配,第二轮是其他能源电站之间的功率分配,第三轮是各类型电站内部发电设备之间的功率分配;最后,在百兆瓦级光储项目中进行实际验证,结果证明了所提方案的有效性。

基于水电调节的多能互补系统和交易策略研究综述

在双碳目标下,利用水、风、光等可再生资源解决新能源发电中的消纳问题显得尤为重要。重点探讨了风电、光伏等可再生能源并网的挑战,特别是它们的间歇性和不可控性问题,以及水电在缓解这些问题中的关键作用。通过提出水光互补和水风互补的概念,强调了水电在平衡可再生能源发电和提升整体能效方面的重要性。同时,深入研究了多种优化模型和交易策略,为水风光互补运行提供了新的思路。

考虑碳排放金融市场的风-氢-火多能耦合系统交易模型

为适应碳排放权市场交易模式的多样化,提出基于现有碳排放权交易市场规则的风-氢-火多能耦合系统交易模型。基于配额和核证自愿减排量价格差,建立即期市场下多能耦合系统碳排放权即期交易模型。针对配额和核证自愿减排量的可积累性,结合欧洲能源交易所碳期权市场交易规则,提出远期市场下碳排放期权交易模型;基于广义自回归条件异方差模型改进B-S欧式期权定价模型,对国家核证自愿减排量看涨期权进行建模。算例将碳金融市场与电力调度进行有机结合,并针对现有模式、即期和远期碳排放权交易市场3种情况进行评估和分析,验证模型的有效性,为碳金融市场建设提供参考。

水风光多能互补系统中长期功率联合预报

水风光多能互补系统中水电、风电和光电通过打捆的方式并入电网。传统方法通过单独预报水电、风电和光电,然后累加得到水风光系统总功率,存在误差易累积且未考虑水风光时空互补性的问题。为提高系统功率预报精度,首先考虑时空相关性与互补性,在遥相关因子及功率等中选取预报因子;然后基于长短期记忆网络与上下限估计方法构建点预报和区间预报模型;最后实现功率的联合预报。以二滩水风光多能互补系统为实例,研究表明,在检验期,对于总功率预报,联合预报法的点预报纳什效率系数达到0.908,相较于累加预报法提高了0.016,同时区间预报的覆盖宽度综合指标也减少了0.352。提出的预报方法可为水风光互补运行提供技术支撑。

基于AHP-EWM综合赋权和TOPSIS法的多能互补系统综合评价

多能互补系统的运行策略直接影响系统的经济性、环保性和能源利用效率。针对多能互补系统的最优运行策略选取问题,首先基于层次分析法以及熵权法结合的综合赋权法确定指标权重,并引入理想逼近排序法实现运行方式的优劣排序;其次分析了以热定电、以电定热以及遵循运营成本策略下的运行方式;最后通过优化一个电气耦合的多能互补系统确定出6个典型日的最佳运行方式并得出全年混合运行策略。结果表明:供热季遵循以电定热策略较优,供冷季以及过渡季遵循运营成本策略较优。从基于此结果的全年运行周期分析可知:混合运行策略比单一运行策略具有更好的综合性能。

基于EMD-TCN的多能供热系统太阳辐照度预测模型

针对太阳辐照度的非平稳性和非线性影响多能供热系统运行效率和可靠性问题,该文提出一种基于经验模态分解(EMD)和时间卷积网络(TCN)的太阳辐照度混合预测模型EMD-TCN,更精准地从气象数据中提取太阳辐照度非线性和非平稳的隐含特征,获得更佳的预测精度。该研究利用逐时气象数据对所提出的EMD-TCN模型进行不同时间尺度的太阳辐照度预测实验,并与4种主流深度学习预测算法进行对比分析,结果表明该太阳辐照度预测模型具有更高的预测精度和泛化能力。

区域可再生能源多能互补系统构建及优化策略

主要探究区域可再生能源“源-网-荷-储”多能互补系统的构建,利用热泵与蓄能装置在源端对CHP“以热定电”的运行限制进行解耦,在电网一侧建立稳态电流-热潮流,并将电网的总需求反应纳入负荷端,提高电网消纳容量。该系统以建筑运营总费用最少为目标,兼顾能量平衡、稳态电-热潮流、CHP出力等限制,建立区域可再生能源“源-网-荷-储”多能互补优化运行模式。最后,对采用33个节点和8个热电网组成的可再生能源系统进行了验证。通过多情景模拟,验证了所设计情景可提高电网容量和系统经济效益。

考虑负荷不确定性条件下的多能发电系统功率预测研究

风力发电和光伏发电的出力不稳定特性给电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战。基于风、光、水、火、储在不同时间尺度上的互补性特点,以实现系统经济性最优、系统可靠性最好和风光发电量最大为目标,综合考虑系统功率平衡及限制能量浪费等约束条件下,建立了风、光、水、火、储容量优化配置模型。提出了一种高效的子目标函数归一化方法,以实现多目标优化对单目标优化的转化,并利用粒子群算法求解相应的目标函数。最后,实例验证了提出的多能互补系统容量优化配置方法的有效性。此外,还分析了风电、光伏发电功率及负荷需求功率不确定性波动对优化配置结果的影响,验证了所提方法的鲁棒性。

风-光-水-火多能互补系统随机优化调度

为减少二氧化碳排放、提高可再生能源利用效率,提出了含梯级水电站的风光水火多能互补系统随机优化调度模型。该模型目标函数由系统运行成本、惩罚成本两部分组成,同时考虑了风电和光伏出力的不确定性。用Monte Carlo模拟了风电和光伏出力的随机性,经场景聚合将不确定性问题转化为多个确定性问题进行求解。在梯级水电站建模中,用启发式方法将水电转换函数进行分段线性化,通过算例验证了该模型的有效性;分析了多能互补系统对新能源的消纳能力;调节水电出力状态,发现其对多能互补系统优化调度成本有一定影响。

水风光多能互补运行关键技术研究现状及展望

在全球能源结构转型背景下,水风光多能互补系统作为现代能源体系关键组成部分,正日益受到重视。探讨了我国水风光资源分布情况,并分析了互补基地建设规划。剖析了水风光多能互补系统在规划期资源评估与系统集成、运行期预报调度与高效运行、消纳期电力交易与市场营销等关键阶段技术挑战。总结了当前在资源评估方法创新、系统集成优化、智能调度系统开发以及储能技术应用等方面最新研究进展,并对未来研究趋势进行了前瞻性展望,研究成果可为相关领域研究和实践提供参考和借鉴。