基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环综合能源系统优化调度

在“碳达峰”与“碳中和”背景下,为提高能源的低碳化利用,提出一种基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳经济运行策略。首先考虑阶梯式碳交易机制,采用碳交易市场,利用区间数与碳交易费用达到控制碳排放的目的;其次在细化电转气的基础上引入电解槽(eLectrolyzer,EL)、甲烷反应器(methane reactor,MR),并增设碳捕集装置(carbon capture system,CCS),实现碳的循环利用。最后构建以购能成本、阶梯式碳排放交易成本、弃风弃光成本、碳捕集成本最小为目标的IES优化调度模型,利用CPLEX建模优化引擎将原问题转化为混合整数线性问题对此模型进行求解,结果验证了所建模型的有效性。

苦参汤加减联合四物消风散对肛门瘙痒症患者肛周皮损、瘙痒症状及复发率的影响

目的:观察苦参汤加减联合四物消风散对肛门瘙痒症患者肛周皮损、瘙痒症状及复发率的影响。方法:选取2020年9月至2022年6月治疗的血虚生风型肛门瘙痒症患者98例,采用随机数字表法分为联合组和对照组,各49例。对照组采用左西替利嗪片治疗,联合组在对照组治疗的基础上加用苦参汤加减坐浴联合四物消风散内服治疗。观察两组患者治疗前后中医证候积分、症状评分、血清炎性因子水平[干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)、白细胞介素(interleukin,IL)-4及IL-18]变化情况及临床疗效、复发率、不良反应发生情况。结果:联合组治疗后中医证候积分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);联合组治疗后瘙痒程度、皮损状况、潮湿等症状评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);联合组治疗后IFN-γ、IL-4、IL-18水平均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);联合组有效率为97.96%,对照组有效率为85.71%,联合组有效率高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);联合组治疗后1个月、3个月复发率均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);两组患者治疗过程中均未见明显不良反应发生。结论:苦参汤加减坐浴联合四物消风散内服治疗肛门瘙痒症可以减轻患者肛周皮损、瘙痒、潮湿等症状,提高临床疗效,降低血清炎性因子水平及复发率。

计及调峰市场交易的储能-新能源-火电多目标优化调度

大规模新能源接入对电网调峰提出挑战,如何在提高新能源上网率的同时兼顾调峰资源的经济效益已成为亟须解决的重要问题,该文提出电力市场环境下考虑弃风、弃光的储能-新能源-火电多目标优化调度方法。首先,根据现行调峰政策设计储能-新能源-火电调峰市场交易机制,并建立以弃风率、弃光率为基准的新能源交易功率模型、报价模型和依托现行调峰规则的火电报价模型;然后,通过开展新能源与储能、火电之间的双边交易,以新能源中标功率和系统调峰成本为多目标进行出清,优化得到火电机组出力、新能源中标功率、储能充放电功率及出清价格;最后,采用算例进行验证,结果表明所提出优化调度方法在降低新能源弃风弃光率的同时能够显著提高参与调峰市场主体的经济效益。

新能源并网下混合式抽水蓄能电站竞价策略

随着我国西北地区新能源规模不断增长,弃风、弃光问题日益突出,建设具有更大储能容量的混合式抽水蓄能电站是目前最具有实践价值的解决方案,研究其在现货市场中的竞价策略具有重要意义。本文以黄河上游规划建设中的梯级混合式抽水蓄能电站为研究对象,构建了一个Stackelberg博弈模型,通过解决一个双层优化问题来实现其在日前市场中的利润最大化,其中,上层代表电站收入最大化问题,下层包括独立系统运营商面临的出清问题。结果表明,日前市场中,混合式抽水蓄能电站会在高电价时放水发电,低电价时抽水蓄能,电站与新能源通过打捆方式参与市场竞价的收益要高于两者联合但不打捆参与方式,且均高于混合式抽水蓄能电站单独参与市场竞价的收益。

含氢储能的多源联合发电系统调度研究

风电和光伏发电具有间歇性和随机性,为了降低在多源联合发电系统中的弃风弃光率,采用含氢储能系统和火电机组配合来平滑风电和光电机组出力。文中以系统运行成本最小和弃电惩罚成本最小为目标,以系统功率平衡、火电机组出力和爬坡、热备用、风电和光电出力及储能系统储氢罐容量、电解槽和燃料电池功率等为约束条件构建了多源联合发电系统日前调度模型。通过YALMIP工具箱对模型进行编程,并调用CPLEX对编写的程序进行求解。对含有风电、光电、火电机组以及储能系统的多源联合发电系统进行算例分析,通过对比有无储能系统的弃风弃光量和系统总运行成本,证明了含氢储能系统可以有效降低系统的弃风弃光率,并提高系统的经济性。

可再生能源接入下配电网协同调度策略研究

可再生能源接入配电物联网(IoT)后,由于调度策略较复杂,使得配电网运行的网损较高、弃风弃光率结果不够理想。因此,提出一种可再生能源接入下配电网协同调度策略。通过电力IoT获取配电网的电力数据,并构建目标函数。设置储能运行约束条件和双向潮流约束条件。通过构建含可再生能源的配电网协同调度目标函数,采用交叉熵随机抽样算法获取目标函数的最优解,完成含可再生能源的配电网协同调度。试验结果表明,所提策略的网损值在680 MWh以内、弃风弃光率在30%以内、配电网的灵活性不足率均低于10%、系统综合安全性指数接近1。所提策略降低了配电网的功率波动。该结果验证了所提策略的整体有效性。

基于改进遗传算法的源网荷储协同控制方法

针对现有大多数方法难以兼顾系统经济性与新能源消纳的问题,提出一种基于改进遗传算法的源网荷储协同控制方法。该方法综合考虑源网荷储系统的特性,构建了以运行成本和弃风弃光量最小化为目标的模型。通过采用混沌优化算法来对遗传算法进行改进,进而设计一种基于双层嵌套结构及改进遗传算法相结合的高效方法用于目标函数的求解,以得到最佳的系统控制模式。基于IEEE33节点系统对所提方法进行实验论证的结果表明,优化后系统的弃风弃光量和运行成本仅为0.872 MW及2.330万元,说明了该方法可有效减少系统的运行成本,并提高新能源的消纳。

基于两阶段模型的风光互补系统储能容量配置优化方法

为提高风光互补系统供电经济性,根据风光互补系统的运行特点,第一阶段以风光互补系统技术特性为约束,计算负荷缺电率和新能源弃用率,并将其作为第二阶段的边界条件。第二阶段以储能初始投资年均成本最小作为目标函数计算风光互补系统的最优储能容量配置。结果表明,合理配置储能容量可以有效减少系统的投资成本。

基于NSGA-Ⅱ的并网型风光储系统最优配置

在云南省某地的局部风光储系统中,风电已经投产运行,需要在弃风弃光、储能投资和送电线路扩建成本最小的情况下,确定光伏和储能的最佳装机规模。本文考虑工程所在地风电和光伏的出力相关性,结合储能运行特性,建立风光储联合函数,采用NSGA-Ⅱ算法对风光互补程度、电量损失率和送电线路利用率3个指标来进行多目标优化。结果表明,该方法可以在最大程度限制送电线路扩建的情况下,得到系统中光伏、储能装机的最佳配置规模,节约投资并提高送电线路利用率。

基于改进免疫蚁群算法的风光水火蓄多源互补优化调度

为提升风光水火蓄多源互补运行的经济性,计及不同类型电源的调峰特性,提出一种基于改进免疫蚁群算法的风光水火蓄多源互补优化调度策略。以火电机组的煤耗成本和启停成本、水电机组的发电成本、抽水蓄能的运行成本以及弃风弃光惩罚成本最低为优化目标,构建了风光水火蓄多源互补优化调度模型;提出改进的免疫蚁群算法对调度模型进行求解,改善了人工蚁群算法易陷入局部最优解的缺陷;通过夏、冬季典型日不同装机容量的抽水蓄能的算例仿真,表明所提模型可以充分利用抽水蓄能机组的“削峰填谷”以及能源之间的互补性,实现降低火电机组煤耗、新能源全额消纳、利用柔性电源调节的目的。

含大规模风光电源电力系统随机生产模拟

从电源规划的角度,利用随机生产模拟对新能源接入系统发电成本进行评估。根据风电与光伏电源的自身电源特性及其与电网的相互关系,提出风电与光伏电源参与随机生产模拟的原则。根据所提原则对应提出风功率损失期望及弃风比率2个评价指标。并利用IEEE-RTS测试系统验证了所提原则及方法的有效性与可行性。

不同年限退耕地植被与风沙流之间的关系研究

下垫面性质决定了近地面风沙流输沙量,而植被状况是下垫面中影响风沙流的重要因素之一。在不同年限退耕地上安装0~100cm的积沙仪,测定植被不同生长阶段的风沙流输沙率及植被特征,分析不同生长阶段植被对输沙率的影响以及输沙率随高度变化的特征。结果表明:1)退耕地物种丰富度、植被盖度、年输沙率随退耕时间呈规律性变化,物种数量、物种丰富度与退耕年限呈显著负相关,年输沙量与退耕时间呈显著正相关,与植被总盖度呈负相关;2)在不同退耕年代退耕地上,输沙率随高度的增加逐渐降低,风沙流主要集中在近地面0~30cm,越到上层,输沙率变化幅度越小;3)在同一风速条件下植被不同生长阶段,输沙率在植被生长高峰期明显低于生长初期,同时与植被盖度、草本植物数量显著相关;4)输沙率在不同高度范围内因植被增加而呈减少趋势,随着高度的增加输沙率增加百分比逐渐降低;5)干旱荒漠区退耕地灌木种类稀少,草本植物对群落的影响主要集中在雨季,进而影响了退耕地风沙流输沙率。研究结果为退耕地采取植物治理措施提供了科学依据。

基于分段优化的风电功率爬坡有限度控制策略

风电功率爬坡是一种严重的风电功率波动情况,对电网稳定性产生了严重的影响。风电功率预测能够提前预测功率爬坡事件,为制定功率爬坡控制策略提供爬坡数据。在当前风电功率爬坡的有限度控制策略基础上,提出了基于分段优化的有限度控制策略。根据风电功率爬坡过程中爬坡率的相对大小,对爬坡过程进行合理分段。最小优化目标函数由爬坡率和弃风量构成。通过在不同区段上设置不同的权重因子来调整分段优化目标,利用二次规划算法最后得出功率参考曲线。仿真结果表明,该功率参考曲线降低了爬坡率、减少了弃风量。

不同年代退耕地上2种积沙仪风沙流特征比较

在不同年代退耕地上安装2种不同类型的积沙仪,通过风沙流结构特征的比较研究,分析2种积沙仪收集风沙流的异同点,为干旱荒漠区不同风沙环境条件下风沙流研究筛选出理想的积沙仪。研究结果表明:(1)2号积沙仪的年输沙量明显高于1号积沙仪,风沙流越大,差异越显著,且与退耕地距沙源的远近关系密切,距沙源越近,差异越显著;(2)2种积沙仪年输沙量呈显著的线性相关,相关系数达0.998,表明2种积沙仪收集的风沙流在量上呈显著直线相关;(3)从2种积沙仪输沙率月变化来看,总体上表现为输沙量与当地的风季相一致,二者之间的月变化规律也十分相似,而各月输沙量仍表现为积沙仪2大于积沙仪1;(4)在同一风速条件下,随着退耕年限的增加2种积沙仪输沙率呈下降趋势,退耕年限越长输沙率越大,在0~50 cm范围内输沙率变化幅度较大,而退耕时间越短输沙率也越小,在0~50 cm范围内输沙率变化幅度很小。通过试验表明在同一条件下积沙仪2收集的沙量为积沙仪1的1.7~1.9倍,在风沙较大的区域可以使用2种积沙仪观测风沙流,而在风沙较小的区域使用积沙仪2观测风沙流能够取得较好的结果。

基于能源就地消纳路径的西北地区产业定位

推动中国西北地区产业特别是第二产业的发展,扩大能源就地消纳规模,是应对该区域弃风弃光问题的重要路径之一,是实现可再生能源电力平价上网,把西北地区建设成为中国可再生能源基地的重要驱动力。基于西北地区太阳能、风能资源丰富及地广人稀等资源环境特征,建议从“十四五”开始把该区域定位为我国的“无人化重型产业基地”与“可再生能源电力基地”。

光照强度与风速对盆栽桉树幼树蒸腾速率的影响

为研究光照强度、风速、叶龄对桉树幼树蒸腾速率的影响,采用盆栽试验人工控制透光度和风速的方法,对桉树幼树的蒸腾速率进行测定,并同步观测气象因子。结果表明:(1)桉树蒸腾速率随着光照强度增加而增强,当光照强度超过720μmol/m^2·s时,其蒸腾速率开始下降;不同透光度处理下桉树蒸腾速率的峰值出现时间不同,峰值出现时间主要受光照强度的影响,均在500~720μmol/m^2·s的光强范围,峰值区间为0.018~0.024 g/cm^2·h。(2)幼龄叶的蒸腾容易受强光抑制,而大龄叶易受低光限制。(3)气温较低、蒸腾速率较小情况下,风速对桉树幼树蒸腾速率无显著影响。(4)桉树蒸腾速率与饱和水气压差、光照强度和空气温度呈正相关关系,与空气相对湿度负相关。

小型风光互补发电系统功率协调控制策略

受风电、光电波动性和间歇性的影响,单一新能源发电会导致电能的供应不平衡,降低发电系统的可靠性。针对风光互补发电系统运行的复杂性问题,对系统中的各部分能量进行协调控制可提高工作效率。本文通过对风光互补发电系统中各子系统间功率输出关系进行分析,提出发电系统功率的控制策略,提高发电系统的稳定性与可靠性。发电系统功率控制策略以蓄电池为主,风光发电系统为辅,充分利用资源,不需要考虑因负载功率跟踪和发电电能过多造成的弃光弃风现象。仿真结果验证了发电系统功率控制策略的可行性,为电力系统的稳定运行提供保障。

减少弃水的风-光-梯级水电站双层优化模型

为减少风-光-梯级水电站系统因输电断面限制造成的弃水,提升区域输电通道利用率,文章构建了风-光-梯级水电站双层优化模型。该模型上层为风-光-梯级水电站优化调度层,根据风光出力、径流预测值及水电调度规律制定梯级水电站出力计划;下层为汛期梯级水电站蓄能优化层,以满足汛期梯级水电站最小出力为限制条件,考虑梯级水电站水力、库容耦合对水电蓄能的影响,通过挖掘梯级水电站间的可调库容与互补能力,寻求梯级水电站蓄能最优值。最后,通过算例验证了模型能够减少汛期梯级水电站的弃水,提高风-光-梯级水电站系统的外送电量,并在非汛期提高输电通道利用率。

基于四元市场的分布式蓄热电采暖消纳弃风弃光经济性评价研究

分布式蓄热电采暖消纳弃风弃光涉及可再生能源发电企业、电网、电采暖和负荷聚合商四个主体。从消纳弃风弃光参与方出发,总结典型商业运营模式,分析各方成本收益要素,建立多方参与经济成本分析模型,采取定性定量相结合的方法,对参与主体进行经济性分析,最后结合典型算例对分布式蓄热电采暖项目经济性进行分析评估。结果表明,在四元市场参与模式下,可再生能源发电企业可通过增发弃风弃光电量获得直接收益,电网企业通过收取合理过网费取得收益,蓄热电采暖购电价格不超过0.15元/(kW·h),可满足项目经济性。结论可为清洁电供暖价格及机制政策制定提供参考。

电网储能与弃风协调运行方法

提出电网通过储能建立消纳风电的安全屏障,研究储能投入能力评估和判别方法,建立储能运行模型和储能额定功率与风电消纳需求关系模型,构建电制热储热负荷与供暖期弃风相关性分析方法,探索弃风电量、弃风小时数与弃风电力的定性关系。实际分析案例表明,储能消纳弃风效果明显,储能功率按最大弃风功率配置,储能利用效率并不高,电制热储热负荷消纳的是供暖期的弃风电量。