基于风电分时电价的虚拟电厂参与清洁供暖运营优化方法

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,迅速发展的风电由于其随机性与波动性,面临突出的风电消纳问题。蓄热式电采暖作为中国北方地区主要供暖设备,虚拟电厂作为需求侧资源的主要聚合技术手段,聚合蓄热式电采暖的虚拟电厂可为消纳风电、提高风电利用率提供解决途径。对此,提出一种基于风电功率的分时电价划分方法,实现虚拟电厂聚合蓄热式电采暖参与基于分时电价的清洁供暖交易优化运营。首先,阐述虚拟电厂聚合蓄热式电采暖用户参与风电供暖的交易模式;其次,考虑热惯性对蓄热式电采暖和房屋进行精细化建模,提出基于层次凝聚聚类算法的分时电价方法,建立基于Weber-Fechner定律的负荷模糊响应模型,并构建多方主体综合收益最大、弃风量最小和负荷波动最小的虚拟电厂多目标运营优化模型;最后,通过算例分析风电消纳效果和虚拟电厂收益,验证该方法能够有效促进风电消纳、提高多方主体积极性,并具有一定的规模经济性,以期为缓解弃风问题提供参考。

《热泵系统参与电网调峰技术规程》编制要点及相关展望

通过简述《热泵系统参与电网调峰技术规程》的编制背景、编制过程、主要内容,对规程编制过程中的要点进行了详细解读,包括提出热泵系统在参与电网调峰过程中的主要技术措施与应用场景,分析参与电网调峰的热泵系统用能负荷与日程,规范负荷削减效果、调峰响应执行效果与调峰响应对能源、经济、环境的影响等热泵系统调峰性能的量化指标与计算方法。进一步进行相关展望,阐述了建筑柔性用能系统对于电网调峰以及可再生能源消纳的重要性。期望通过该规程的制定和实施,更好地规范、引导、促进热泵等建筑柔性用能系统参与电网调峰的应用和发展,令建筑柔性用能成为未来低碳能源系统中的重要一环。

计及电-气-热-氢需求响应的综合能源系统多时间尺度低碳运行优化策略

为更好地促进综合能源系统(IES)的低碳经济运行,提升多时间尺度运行优化管理水平,提出了一种考虑电-气-热-氢需求响应与阶梯式碳排放费用机制的多时间尺度低碳运行优化策略。综合考虑阶梯式碳排放费用机制,关注电、气、热之外的氢负荷需求,通过优化耦合设备中的燃气轮机热电比的可调性,建立了日前-日内滚动-实时三阶段的多时间尺度优化模型。以IES整体运行成本、碳排放费用成本、弃风弃光成本最小为经济目标,并将原非线性问题转化为混合整数线性问题,调用Gurobi求解器求解。通过仿真对比分析各类情形下的优化结果,验证了所提策略在促进低碳运行、发挥系统设备灵活性与促进清洁能源消纳方面的有效性。

负荷价格弹性的季节特性及尖峰电价政策福利效应估算

尖峰电价可以驱动用户主动减少高峰用电负荷并自愿参与需求响应。以江苏省3年的第二产业负荷数据为基础,运用数理统计方法实证研究了尖峰负荷价格弹性的时间特征,给出了尖峰电价政策福利函数,并根据不同弹性下需求响应的程度对尖峰电价政策的福利效应进行了分析和估算。结果表明:尖峰电价可以使社会净福利显著增加,但各月和各时段增幅差异较大。按照社会最大化原则,执行尖峰电价政策及尖峰价格浮动幅度,应依据负荷价格弹性季节和时段特性有选择性地确定。

基于“负荷-电价”的热电联产系统风电消纳策略

针对现今"三北"地区冬季供暖期弃风严重的问题,提出了一种基于实时电价的热电联产系统风电消纳策略。该策略基于每时刻用电负荷占总负荷比例把日总电费分摊到各时刻,建立负荷与电价的关系模型,并在热负荷中心安装电锅炉解耦"以热定电"约束,同时引入辅助服务费用对联合系统负荷转移和热电解耦过程产生的损失费用进行补偿,建立以消纳弃风上网费用及辅助服务费用之差最大为目标的调度模型。通过"三北"某地区电网仿真结果表明,该策略实现了日负荷整体动态跨时段转移和热电解耦的最优协调控制,使联合系统减少了弃风,同时负荷峰谷差异也得到了明显改善。

原子层热电堆热流传感器研制及其性能测试

针对高超声速风洞试验中对高频热流脉动的测试需求,研制了一种基于横向热电效应的原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。利用弧光灯热流传感器标定系统对其进行静态标定,获得ALTP热流传感器的灵敏度系数约为8.24μV/(kW·m^-2),优于国外同尺寸敏感元件的ALTP热流传感器6.90μV/(kW·m^-2)的灵敏度系数;利用激波风洞试验,并通过与薄膜热电阻热流传感器对比,初步获得ALTP热流传感器的响应时间上限,响应时间小于0.20μs。

考虑需求侧电热气负荷响应的区域综合能源系统优化运行

作为能源互联网的基础,综合能源系统将是未来能源发展的重要方式,实现区域内综合能源系统的协调运行会变得至关重要。在考虑到需求侧天然气与电能同样具有商品属性,类比电负荷的峰谷分时电价策略,首先搭建天然气和电能峰谷分时价格及热能负荷响应数学模型。其次建立了以运行成本最低为目标函数,对供需平衡和供储能设备等设立约束的电热气联合供应的区域综合能源系统模型。算例分析表明,考虑到电热气需求侧响应将会优于不考虑或者只考虑单一和两者响应,可达到运行成本更低、削峰填谷、减少弃风弃光和提高能源利用率等优势。

总日射表热滞后效应的实验研究──实验装置和结果

介绍了总日射表热滞后效应的测量装置、实验步骤和数据处理方法，并提出总日射表热稳定时间概念。采用微机控制的自动采集系统，测定了常用的六种总日射表的热稳定时间，其值都比铭牌上标明的时间常数长得多。

轻型电热地垫用于间歇采暖建筑适宜性研究

通过实验的方法研究了轻型电加热地面辐射采暖应用于间歇采暖建筑的适宜性,从舒适性、响应时间、能耗三方面对比了空调送风和电热地垫的特点:电热地垫加热房间下部所需时间更短,响应时间上更占优势;稳定后电热地垫采暖房间下部操作温度较上部高,空调送风采暖时情况则相反;定义用能有效性参数e衡量不同采暖方式对房间下部加热的效果,电热地垫采暖的e约为0.5左右且受加热功率的影响较小,而空调送风采暖的e比电热地垫低且随加热功率增大而减小。研究结果表明,电热地垫采暖房间垂直温度梯度小,对房间下部加热效果较空调送风要好,在一定程度上补偿了其制热效率低的不足。在室内环境控制18℃左右的情况下,权衡了COP和加热有效性,使用两种采暖方式用电量相近。

基于相变材料储能的建筑光伏一体化小区电-热联供系统双层优化调度

建筑光伏一体化小区中富余能源并网将导致居民用电经济性欠优,以及与外电网交换功率不够平滑的问题。为此,该文提出一种面向含相变储能系统(phase change material thermal energy storage system,PCMTESS)的小区建筑电-热联供系统双层调度策略。简要介绍PCMTESS的物理构造和运行模式,并分析其规模化储能和热电解耦的特性。在此基础上,评估阳光辐射等环境因素对光伏发电和建筑热需求的影响,建立计及热泄漏过程的电热联供系统模型。进而,以微网最小化购电成本和对外功率波动为目标,设计一种实时滚动的双层优化调度策略,用于消解预测误差在多时间尺度上的影响。最后,提出近似线性化处理和电力侧-热力侧问题交互迭代的算法,实现优化模型的高效求解。仿真结果表明,该文所提的PCMTESS在维持室温舒适的前提下,既能保障用户侧运行经济性的需求,又能平滑对外交换功率,使得电网与用户双方共同受益。该文为微网综合能源消纳问题的解决提供一个新视角。

微型集成光波导电场传感器的设计

针对现有测量手段对时域脉冲电场测量的不足,利用铌酸锂晶体的电光效应,设计了一种集成了光波导与锥形天线的新型电场传感器。采用退火质子交换技术与溅射法制备的集成光波导电场传感器体积为仅为70 mm×15 mm×15 mm。对该传感器的频响特性与时域动态范围进行测试,实验结果表明:传感器带宽为100 kHz至10 GHz,可测量电场范围为6.67 kV/m~133.33 kV/m,线性拟合相关系数为0.98535。与直接感应式电场传感器与电光直调电场传感器相比,集成光波导电场传感器体积更小,无需供电,无金属干扰,带宽宽,更适用于瞬态电场的测量。

计及需求响应和电动汽车调度的CHP微网优化运行

针对电动汽车入网造成系统峰谷差增大的问题,以包含电动汽车负荷的热电联产(combined heat and power,CHP)微网为研究对象,提出一种计及需求响应和电动汽车有序调度的优化模型。首先,以分时电价为决策变量,建立基于峰、平、谷分时电价的用户常规负荷需求响应模型。其次,结合分时电价和需求响应后的负荷曲线,引导电动汽车有序充放电参与微网调度。以微网运行成本最小为目标建立日前优化调度模型,采用粒子群优化算法对模型进行求解。最后,以某地区并网型CHP微网为算例,验证了所提模型的有效性和经济性。

微测辐射热计的热响应时间测试方法

热响应时间是微测辐射热计的关键参数,它会制约非制冷红外探测器的最高工作帧频。热响应时间的像元级测试能够真实反映传感器的物理热响应时间,为产品设计优化提供及时、有效的数据支持,因此准确测量该参数具有十分重要的意义。但目前像元级测试方法均未能有效补偿微测辐射热计的自热效应,无法精准地测量热响应时间。基于频率响应法测试了微测辐射热计的有效热响应时间。通过用电阻温度系数对自热效应进行补偿,可以精确测量物理热响应时间。通过实验分析了不同偏置电流下测得的物理热响应时间。结果表明,该方法准确度高,稳定性强。

考虑多类型综合需求响应的电热耦合能源系统可靠性评估

随着城市电网中电热等多类型负荷的持续增长,为保证高负载率情况下的可靠性水平,需要通过电热等能源的综合需求响应提升系统的供能可靠性。为此,文章提出了一种考虑多类型综合需求响应的电热耦合能源系统可靠性评估方法。首先,分析了电热耦合能源系统的基本结构以及所研究的边界条件。其次,介绍了电热耦合系统中不同元件的出力模型与状态模型。然后,建立了基于电价与基于激励2种模式下的电热综合需求响应模型,并以此为基础提出了故障影响分析的方法以及可靠性评估的流程。最后,通过实际算例比较了不同综合需求响应方案下的可靠性指标与经济性水平,以指导电网公司进行最优综合需求响应方案的选择,从而证明了所提方法的有效性和实用性。