低碳经济下能源综合规划的生态功能单元方法

基于生态学与技术经济学两个学科的交叉,提出了低碳经济下能源综合规划的生态功能单元方法。通过对自然界的能量循环过程和电力系统中的能量循环过程进行对比分析,并借鉴自然界在能量流动、物质循环和信息传递等生态功能单元机理,从而实现能源规划中的发展目标,即低碳、减排、节能、经济与稳定。生态功能单元规划方法所提供的是一种系统的、动态的、进化的思考方式,将使有限的电力建设资金更多地投向绿色能源开发方面,符合"十二五"电力规划中"智能电网"的理念。

煤电能源供应链风险控制研究综述

煤炭生产、煤炭运输、发电、输电到用电的煤电能源供应链各个环节之间需要协调发展,煤炭价格、购售电价、电源布局、环境约束等多种风险源均可通过供应链进行风险传递与扩展,造成风险损失扩大。针对上述风险源,基于一般供应链的风险管理理论,从煤电能源供应链的价格传导风险控制、产能规模匹配与协调风险控制和节能减排环境下的风险控制3个方面对国内外相关研究进行了综述。结果表明针对煤电能源供应链中各单一环节风险控制的研究较多,但缺乏煤电能源供应链整体风险传递机制、扩展路径及协调控制的研究,因此,提出煤电能源供应链全面风险控制的研究思路,为煤电能源供应链的风险管理提供参考。

能源约束对北京城市化进程影响的计量经济模型

针对稳定的能源供应是经济发展的重要支撑及推进城市化进程发展的关键环节问题,在城市化进程评价指标体系的基础上采用主成分分析法(PCA)构建了综合城市化指数时间序列,结合二级三要素CES生产函数的机理形成能源约束的经济增长"尾效"模型,并通过城市化指数与经济增长的数量关系构建能源约束的城市化"尾效"模型。北京市统计数据的实证分析结果表明,能源约束对北京市经济增长的"尾效"为1.165%,对北京市城市化的"尾效"为0.510%,在北京市以第三产业为主导的社会背景下能源约束对北京市经济发展及城市进程的影响较小。

北京市能源、经济协调关系分析与需求预测

本文就北京市现阶段能源生产、消费状况进行分析,并利用计量经济模型对北京市经济发展与能源消费增长间的关系进行研究,最后对北京市未来的能源需求进行预测。

电动汽车充换电服务商业模式综合评价研究

随着电力市场的发展及智能电网的建设,电动汽车充换电服务必将引入商业模式。本文将平衡计分卡理论与企业生态学有机结合,建立了针对电力企业电动汽车充换电服务的商业模式评价指标体系。该指标体系从生态系统宏观价值及生态系统微观价值两个维度进行建立,前者以电力企业本身作为载体,从财务、企业内部与未来发展3方面考察商业模式的优劣性;后者以用户、产业链其他企业、自然环境等外部社会作为载体,考察该商业模式所具有的价值共享和环境效益,并进一步对国内现行商业模式利用TOPSIS法进行了实例考证。

基于粗糙集和模糊C均值聚类算法的可再生能源投资风险评价

针对可再生能源发电项目投资风险评价问题,提出了基于粗糙集理论与模糊C均值聚类算法的可再生能源投资风险评价模型。基于全寿命周期理论,在构建可再生能源共性风险指标体系的基础上,建立可再生能源投资风险评价信息系统;分别利用模糊C均值聚类算法和粗糙集对评价指标进行离散化处理和属性约简,确定项目投资评价的关键风险指标及其权重;最后得出各类可再生能源投资项目的综合评价值。以风电投资项目为例进行了实证分析,结果表明,该方法以评价对象的客观数据为依据来确定其综合评价值,评价结果准确合理,可为可再生能源发电项目的投资选择提供一定的参考。

电力市场下发电企业碳排放定价模型

中国的碳排放交易市场建设处于试点阶段,碳排放的定价成为理顺能源价格链的重要环节。为充分体现碳排放配额的市场价值,考虑碳排放定价的市场需求、排放上限、发电成本以及减排成本4个因素,以发电商效益最大化为目标构建电力市场下的Nash均衡模型;通过模型的求解测算出市场均衡状态下碳排放的价格水平以及发电商的收益状况;为进一步了解敏感因素对碳排放定价的影响程度,分别就4个重要因素对碳排放定价的影响进行敏感性分析,结果表明,市场需求、减排成本与碳排放价格呈正相关,排放上限、发电成本与碳排放价格呈负相关。

考虑风光不确定性的分布式能源集成虚拟电厂收益-风险均衡模型

文章将风电场、光伏发电、小水电站等分布式能源聚合为虚拟电厂,并考虑价格型需求响应负荷及激励型需求响应负荷,以运营收益最大化为目标,综合考虑负荷供需平衡约束、机组运行约束以及旋转备用约束等,构建虚拟电厂常规调度优化模型,利用条件风险价值法(CVaR)和鲁棒随机优化理论构造虚拟电厂风险规避优化模型。最后,以独立微电网作为实例对象,验证了模型能够在最大化经济效益的同时,最大化利用清洁能源,合理控制运营风险,实现虚拟电厂最优化运营。

节能减排目标下北京能源消费布局优化分析

随着北京经济的快速发展,能源消费增长迅猛,但环境问题也格外突出,当前最现实、最根本的出路是节能减排。本文分析了北京市能源消费强度和能源消费结构,以及各种能源消费对环境的影响程度,在此基础上,提出节能减排目标下北京市能源消费布局的优化方向。

计及风险偏好的区域间可再生能源协同投资组合模型

随着可再生能源的不断发展和电力市场的改革,中国的可再生能源发电产业处于迅速发展的阶段。可再生能源发电因其低污染、可再生、节能和减排的优势而具有非常大的开发和投资潜力,越来越多的投资机构和个人开始投资建设可再生能源发电项目。本文将投资者的风险偏好纳入考虑,综合运用现代管理理论的投资组合模型,根据各可再生能源的实际发展情况及约束条件,建立计及风险偏好的区域间可再生能源协同投资组合模型。并进行算例分析。此外,通过对比平均调度与节能发电调度模式下上网电量的分配状况,分析投资可再生能源与燃煤发电的经济与社会效益水平。在节能调度模式下可再生能源发电项目的效益将更有保障,在电力系统能满足可再生能源消纳要求的情况下应该增加可再生能源项目的投资。

我国电力应急发展历程、现状及方向

本文对国内电力应急管理研究现状进行了简要介绍和分析;梳理了国内电力应急发展历程,并根据文献、报告以及历程特点,将其划分成三个时期;根据实际研究深入剖析电力应急现状,总结其不足之处;将其发展分为三个连续阶段,明确各阶段的重点和特点,并对电力应急的未来发展方向进行展望。

节能调度环境下风、火电联合运行优化模型及其应用

为解决传统的风、火电联合运行模型不能克服风电并网导致机组启停成本过高的问题,以节能发电调度为背景,以火电机组发电燃煤成本、启停成本最小化为目标,构建了风、火电联合运行优化模型。算例分析结果表明,该模型能有效地吸纳弃风,提高了风电并网量、降低了高耗能燃煤机组的调用,具有显著的环境和经济效益。

基于企业生态学的智能电网增值服务评价研究

开展智能电网增值服务已是智能电网发展的必要趋势，为评估增值服务的效益并有针对性的开展不同服务业务，本文在企业生态学理念的基础上建立增值服务评价指标，并采用TOPSIS评价方法对四个不同类型的增值服务做出评估。

跨区域电力资源供需均衡仿真的系统动力学模型

中国电力资源与负荷呈逆向分布,须通过跨区域调配实现电能的供需平衡。为理顺区域间能源生产、能源输送与经济发展系统之间的因果传递与反馈关系,综合考虑风电生产、煤炭价格波动、经济发展对能源价格的弹性、能源输送成本以及碳排放价格等因素,基于系统动力学模型对跨区域电力资源供需的均衡关系进行模拟仿真。仿真结果表明,煤炭的供需关系将通过价格机制影响经济发展,而风电通过缓解煤炭供应压力将在一定程度上正反馈于经济增长;此外,输电通道的建设可以提高风电的消纳能力,进而进一步促进经济发展。

大规模风电与火电联合外送体系及其利润分配模型

中国风力资源分布集中且远离电力负荷中心,大规模风电的消纳已经成为制约风电从量向质升华的关键问题。而风电与常规能源联合外送作为消纳风电的有效方式已经进入实践阶段。为了研究外送中风电与火电的协调调度、利益分配问题,文中以能源互补外送系统的利润最大化为目标,分别构建了联合外送模式与独立外送模式的调度优化模型,并通过GAMS软件进行优化。基于联合外送与独立外送模式的利润水平,按Shapley值法对能源互补系统中的机组进行利润分配。分析结果表明,利润分配模型充分结合了风电与火电在整个系统中的贡献度进行公平分配,有利于引导风电与火电参与联合外送。

基于模糊CVaR理论的水火电系统随机调度多目标优化模型

为解决负荷不确定性对水火电力系统安全调度的影响,实现系统发电能耗、污染物排放和梯级水电站蓄水量最优的目标,首先引入多目标CVaR方法,将负荷需求实际值与预测值偏差作为随机变量,重新定义了含置信水平要求的调度目标函数。结合系统运行约束条件,构建了考虑存在不确定因素情景下的水火电多目标调度优化模型。然后,为了求解所提模型,在对非线性约束条件进行线性化处理后,分别应用模糊满意度理论和熵权理论模糊化和加权多目标函数,形成了属于混合整数线性规划的熵权模糊多目标CVaR模型。最后,选用6个火电厂和3个梯级水电站作为水火电调度系统,对所提模型进行算例仿真。结果表明,多目标CVaR方法适用于解决水火电调度优化问题,能够较好地反映调度结果的风险水平;熵权模糊满意度求解算法可以有效简化模型求解过程,得到最优的调度运行方案。

计及需求响应的风电储能两阶段调度优化模型及求解算法

为解决风电功率不确定性对系统稳定运行带来的影响,在含风电的系统优化调度问题中引入需求响应和储能系统。首先利用区间法模拟风电场景并构建了基于Kantorovich距离的场景削减策略,然后分别在需求侧和发电侧引入需求响应和储能系统,结合2阶段优化理论,以风电日前预测功率和超短期预测功率作为随机变量及其实现,构建了计及需求响应的风电储能2阶段调度优化模型。为求解该模型,在传统二进制粒子群算法中引入混沌搜索,构建了混沌二进制粒子群算法。最后,以IEEE 36节点10机系统进行算例仿真。结果表明,混沌二进制粒子群算法能够得到全局最优解,适用于风电储能系统2阶段模型求解;利用需求响应和储能系统的协作效应,可以抑制风电功率的不确定性,提高系统风电利用效率,降低系统发电煤耗水平,因此综合效益显著。

计及多类型需求响应的风电消纳随机优化调度模型

考虑需求响应并基于鲁棒随机优化理论,构建了含风电的电力系统发电调度优化模型。首先,引入价格型需求响应模型和激励型需求响应模型,设定并建立电动汽车、商业用户、工业用户和居民用户参与需求响应的模式及收益函数。然后,为解决风电出力不确定性问题,利用鲁棒随机优化理论,建立需求响应参与下的风电消纳鲁棒随机优化模型。最后,以IEEE 36节点10机系统接入650 MW风电场为算例进行分析,结果显示:鲁棒随机优化理论能够克服风电不确定性对系统调度的影响;激励型需求响应能够转移用户负荷分布,但削减负荷的能力不如价格型明显,价格型需求响应能够削减负荷峰时需求,但不能转移用户用电需求,同时引入2者提升系统风电消纳的效果最强;同时,需求响应能够激励不同用户参与系统备用服务,获得直观的经济效益,有利于调动用户侧参与发电侧调度优化。

计及碳排放权交易的风电储能协同调度优化模型

为了缓解风电出力的随机性和间歇性对电网安全稳定运行产生的影响,提升电力系统的风电消纳能力,基于传统风火电节能调度优化模型,引入碳排放权交易和储能系统,构建了碳交易、储能系统及两者共同参与下的系统风电消纳优化模型。以10台火电机组和2 800 MW的风电场构成模拟仿真系统,分析碳交易和储能系统对系统消纳风电的影响。算例分析显示,碳交易的引入能够提升具有清洁特性的风电并网电量,减少系统发电煤耗;储能系统的引入有利于平缓风电输出功率,抑制功率波动幅度;同时引入碳交易和储能系统对提升电力系统风电消纳能力的优化效果达到最佳。

基于风险约束的风电和水电联合日前调度优化模型

为解决风电随机性对电力系统稳定运行的影响,引入梯级水电机组为风电机组提供调峰备用,构建了考虑风险约束的风电和水电联合日前调度优化模型。首先,分别构建了梯级水电机组输出功率模型、风电机组输出功率模型,以系统调度净收益期望值最大化作为目标函数,综合考虑风水电协调约束、系统功率平衡约束,构建了风水电联合调度模型。进一步,为了考虑风电不确定性给系统带来的风险因素,建立了计及风险约束的风水电联合随机优化调度模型,并采用启发式算法对模型进行线性化处理。最后,选择3个风力发电场和2个流域的7个水力发电厂组成仿真系统,对风水电联合调度优化进行算例仿真模拟。结果表明:所提出的水风电联合运行策略可以用来促进风力发电,最大化系统运营期望收益的同时最小化系统运营风险,因此,在进行风电和水电联合调度时应综合考虑内部和外部不确定性因素,以获得能够兼顾运营收益和风险的最优解。