计及源-荷互动的区域电-热联合系统日前优化调度

中国大型清洁能源基地形成了含风电、光伏发电、电/热负荷等多重随机性的区域电-热联合系统,灵活可调资源依赖性强,低碳、经济运行难度大。为了充分整合源、荷侧资源并最大限度消纳新能源,提出了计及电、热负荷需求响应及日前预测误差场景的区域电-热联合系统日前优化调度方法。首先,采用滑动时间窗多元高斯混合分布和蒙特卡洛对随机性源-荷日前预测误差进行场景生成和预测值修正;然后,类比定义了电、热负荷需求响应模型,建立了考虑源-荷互动的区域电-热系统模型;接着,综合考虑多重成本,在所有典型场景下建立了联合系统的低碳、经济日前优化调度期望模型;最后,以北方某地区冬季能源供给为例,渐进对比有无电、热负荷需求响应的多场景优化运行结果。结果表明,全面引入电、热负荷需求响应及电加热熔盐储热锅炉可以促进规模化风、光电力消纳,且区域电-热联合系统低碳、经济运行能力显著增强。

基于图神经网络的电-热联合能源系统优化调度研究

电-热联合能源系统的优化调度对实现多能互补、节能减排具有重要意义。在使用强化学习方法实现能源系统优化调度工作中,将系统状态作为向量用来学习训练,忽略了系统设备间的连接关系。基于此,提出了基于图神经网络架构的值分布最大熵Actor-Critic算法的强化学习模型。将电-热联合能源系统建模为图结构数据,并输入提出的强化学习模型中,利用图神经网络模型提取系统状态并输出调度策略。所提模型可以充分利用系统的拓扑结构信息,实现更为有效地探索学习。算例仿真验证了所提方法的有效性。

基于光伏出力区间预测的相变储能电-热联合调度策略

分布式光伏出力具有较大不确定性。为分析其对相变储能电-热耦合系统联合调度的影响,对传统区间预测评价指标进行改进,并利用改进的区间预测模型,提出了一种分布式光伏出力波动范围评估方法。基于现有相变储能电-热联合调度模型,合理计及光伏出力波动性,制定了其电-热联合调度策略。并开展不同出力置信水平下,电-热联合调度策略作用后系统的经济性与风险评估。最后通过仿真算例,分析了光伏出力波动与系统经济性和风险性之间的影响关系,为相变储能系统的实际应用提供了参考借鉴。

考虑PM2.5二次生成和源荷互动的电-热联合系统环境经济调度研究

为了降低系统排放对于环境的影响首先建立了一种计及PM2.5二次生成和源荷互动的热电联产系统环境经济调度模型,其次基于模型提出了一种考虑PM2.5一次和二次浓度控制的电-热联合系统环境经济调度策略;最后通过仿真计算得到了以下结论:机组排放污染物在扩散过程中二次生成的细颗粒物是机组造成大气污染的重要成分,本文所提调度策略能够以较小的经济性代价,较大幅度地提升系统环境效益,缓解重雾霾天气下机组造成的一次和二次PM2.5浓度危害。

交流500 kV XLPE海缆绝缘材料在电-热联合应力下的工频击穿特性与寿命模型

为深入掌握交流500 kV交联聚乙烯(XLPE)海缆绝缘材料在电-热应力下的工频击穿特性并建立电-热联合寿命模型,本研究首先对500 kV海缆主绝缘进行25、40、55、70℃步进应力下的电-热联合绝缘击穿试验,对电气强度和耐压时间进行Weibull统计分析,获得不同温度下等效电气强度和等效耐压时间的变化规律。然后,通过多元线性回归建立FALLOU、SIMONI和CRINE模型并进行误差分析。最后,研究构建适用于该交流500 kV XLPE材料的E-T耦合参数模型。结果表明:在相同温度下,随着每级电压持续时间的增加,等效电气强度逐渐降低;在每级电压持续时间相同时,随着温度的升高,等效电气强度和电压持续时间均呈现先上升后下降的趋势。对电-热联合老化模型的分析表明,3种模型拟合误差较大,拟合优度不满足精度要求。本研究通过利用逐步回归计算电-热变量与寿命的显著性与相关性,获得改进的电-热联合老化寿命模型,误差分析显示改进模型具有较好的拟合精度。

基于拟蒙特卡罗模拟法的电-热联合系统概率能量流分析

电-热联合系统中分布式可再生能源出力波动大、电和热负荷随机变化。建立电-热联合系统含不确定性的稳态能量流模型。通过Sobol点列构造低偏差点列,基于拟蒙特卡罗模拟法对随机变量抽样,考虑随机变量之间的相关性,求解电-热联合系统的概率能量流。算例表明所提方法收敛稳定性好,为后续研究电-热联合系统安全分析奠定了基础。

冰灾天气下考虑输配协同的电-热联合系统韧性提升策略

严寒地区冬季的极端冰灾天气易给电力设施带来严重危害。同时,随着电-热联合系统的广泛应用,电力设施的故障也会影响到用户供热需求的满足。为保障人们对供电与供热的需求,加强电-热联合系统抵御冰灾天气的能力,文章提出了一种考虑输配协同的电-热联合系统韧性提升方法。首先建立冰灾天气对输电线路影响的综合载荷模型,并利用蒙特卡洛状态抽样法建立输电网的故障场景集。其次,分析输配协同下含光热电站的电-热联合系统组成并构建其运行模型。然后,构建了考虑韧性提升的电-热联合系统的负荷削减模型。最后,利用算例系统验证了所提模型的有效性。结果表明该策略可以兼顾冰灾天气下对系统电、热负荷的需求,对电-热联合系统起到一个较好的韧性提升作用。

基于热网储热特性的电-热系统联合经济调度

针对含高比例热电机组的电力系统如何提高调峰能力并减少弃风问题,以最小弃风电量为目标,提出一种基于热网储热特性的电-热系统联合调度策略,构建电-热系统联合经济调度模型。热网具有储热特性,通过对热网蓄放热进行有序地调控,在短时间内调整热电机组供热量改变机组发电水平,降低供热和发电的耦合程度,能够保证热需求的同时提高机组的调峰能力。采用改进的粒子群算法对所提模型进行求解,仿真结果表明所提策略可有效提高系统风电消纳水平,减少弃风量。

高超声速飞行器天线罩热-电联合仿真计算方法

探讨基于ANSYS Multiphysics和FEKO商业软件平台,对天线罩进行热-电联合仿真计算的实现途径和基本步骤。利用传统的烧蚀计算程序和ANSYS Multiphysics仿真模块对某型号天线罩进行烧蚀、温度场计算,采用温度控制方法将天线罩分层,从而将天线罩烧蚀和高温状态下的电性能仿真问题转化为常温状态下的多层介质的电性能仿真问题,在FEKO软件平台进行求解,并在此基础上探讨建设天线罩热-电联合设计平台的可行性。

基于社会清洁福利最大化的电热联合双边竞价市场出清优化策略研究

清洁能源利用和可再生能源消纳是区域电-热综合能源系统研究的重点。基于电-热联合双边竞价市场及其供需侧资源报价策略,提出计及能源碳排放和风机弃风的系统运行环境价值成本概念。同时考虑系统供需侧分布式能源站和多能用户利益,构建以社会清洁福利最大化为目标的市场出清策略模型,确定联合市场交易最优策略。通过算例仿真结果表明,所提市场出清策略模型可以有效促进清洁能源利用和可再生能源消纳,显著降低系统供能过程中造成的环境污染。

热-电联合机组多时间尺度调峰优化调度模型

针对我国"三北地区"风热冲突问题,建立了考虑热-电联合机组多时间尺度调峰能力的优化调度模型。模型在已有理论基础上严格定义了纯凝机组在不同工况下可达到的上下旋转备用容量限值,充分发挥了纯凝机组的可调节灵活性;同时,在供热机组侧加装储热装置,扩大供热机组电热负荷调节范围,充分发挥了供热机组的可调度灵活性。所建模型能够利用纯凝机组与供热机组在时间尺度上的不同特性在一定程度上提高电网对风电消纳水平,通过求解实际算例验证了模型的有效性。

面向提高风电接纳能力的多区域热–电联合调度模型

为解决"三北"地区供热期间"风热冲突"问题,提高风电就地消纳能力,提出在风电消纳困难的电网末端加装蓄热电锅炉,利用弃风电量进行供热以增加风电并网空间,并考虑区域间的电功率交换及多种机组约束,多区域综合调度,以系统发电成本最低为目标函数,构建多区域热–电模型,给出蓄热电锅炉的运行方式。基于我国北方某省级电网数据,验证电供热系统提高风电并网能力的有效性;分别仿真分析配置普通电锅炉和蓄热电锅炉的效果,说明蓄热装置对于电供热系统及风电并网的重要性;同时比较不同调度起止时间下风电并网及蓄热电锅炉运行状态的差异,结果显示在风电大发时刻即启动蓄热电锅炉能提高装置利用率。

消纳风电的热-电联合优化运行控制技术研究与应用

针对吉林省冬季供热期间风电消纳困难,供热机组以热定电运行制约了机组的调峰能力,考虑利用城市供热系统储热能力和热惯性特性,平移供热机组的热负荷,实现热-电联合优化运行,建立了供热系统模型和热负荷预测模型,研究了热-电联合运行控制技术,并基于理论研究结果在吉林省开展示范应用,示范工程在2017年供热期减少弃风电量8399×10^4 kW·h时,弃风电量同比减少12.65%。

计及群控电热泵的微网联络线功率平滑策略

为有效平滑电-热联合型微网的联络线功率波动,提出一种基于电热泵和蓄电池的协同控制策略。考虑电热联合微网的运行特征及能量交互方式,基于电热泵的运行特性建立电-热能量转换模型。通过分析电热泵群优先度序列,计算电热泵群可运行数量与状态切换序号指针。考虑机组启停的调控限制,采用集群控制算法计算电热泵群开关序列。基于储能荷电状态以及电热泵实际出力状态,分别建立蓄电池、电热泵功率分配权函数,将联络线的波动功率在蓄电池与电热泵群间进行分配。算例结果表明,该策略能够通过电-热能量协同控制实现微网联络线功率平滑,同时提升电-热联合型微网的互补经济性与能量综合利用效率。

考虑电热混合储能的多能互补协同削峰填谷策略

针对电网峰谷负荷波动日益严峻的问题,从负荷侧多类型能源深度耦合的角度,提出将电热互补混合储能系统应用于园区削峰填谷控制。基于电化学储能与相变储能系统电-热联合运行模型,综合考虑净负荷方差及运行成本的多属性决策目标,提出含电热混合储能系统的园区削峰填谷策略。并利用随机波动模型对园区负荷进行预测,分析所提策略应对负荷波动的抗风险能力。基于深圳商业园区的算例分析表明,电热混合储能系统能够在保证满足用户热需求的前提下,充分利用电化学储能灵活双向功率控制和相变储能长时间尺度调节能力,有效提升园区削峰填谷效果及运行经济效益。

电场对变压器绕组油纸绝缘油硫腐蚀的影响及机理研究

为了探究电场对变压器绕组油纸绝缘油硫腐蚀的影响及机理,在实验室将Pig-tail绕组模型浸渍于添加了典型腐蚀性硫——二苄基二硫(DBDS)的绝缘油中,在交、直流电场和热(130℃)联合作用下开展20天的油硫腐蚀试验,对腐蚀试验后的绝缘绕组和绝缘油的理化性能和电气性能参数以及绝缘纸上硫化亚铜沉积量进行测试,对比分析电场对绕组硫腐蚀的影响规律和作用机制。结果表明:相比于单一热作用,交流和直流电场的加入均能加速油硫腐蚀过程,且电场强度越大,加速效果越明显。交流电场作用下,绕组模型两电极的腐蚀程度相当;而直流电场作用下,两电极腐蚀程度不对称,与直流高压电源极性相关。分析认为,电场作用下两电极的铜条形成电解池,并发生电化学腐蚀,电极表面析出的铜离子是加速油硫腐蚀进程的主要原因。

“西气东输”与我国的热电联产

作者根据我国“西气东输”，天然气在我国发展与应用的新形势，分析天然气这种清洁能源应用于我国热电联产事业的重要性，为贯彻节约能源，保护环境的基本国策，提出因地制宜地发展中、小型燃气－蒸汽联合循环热、冷、电、三联供热电机组，创建祖国蓝天、碧水、青山、绿地的环境氛围。