该文基于安全域理论提出一套较完整的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)安全预警流程。首先,建立RIES安全域模型并给出RIES安全边界计算方法,包括交流安全边界与直流安全边界。其次,介绍模糊推理与模糊综合评...该文基于安全域理论提出一套较完整的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)安全预警流程。首先,建立RIES安全域模型并给出RIES安全边界计算方法,包括交流安全边界与直流安全边界。其次,介绍模糊推理与模糊综合评判方法,用于预警中评估越限的严重程度。再次,提出RIES预警方法,能综合考虑系统N-0与N-1安全性从而发出预警或告警信号。该方法包括预警指标选取与评判、安全预警分级、预警原因分析、安全趋势预测等步骤。最后,用算例验证该方法的有效性。可知,该文提出的安全预警方法对于提升RIES的安全管控能力,具有一定应用价值。展开更多
随着用户从消费者向产消者转型,越来越多用户有了储电、储热、蓄冷的需求,然而储能的高成本成为了用户侧储能的阻碍,为了解决这一问题,将云储能模式与冷热电联供型(combined cooling heating and power,CCHP)区域综合能源系统进行结合,...随着用户从消费者向产消者转型,越来越多用户有了储电、储热、蓄冷的需求,然而储能的高成本成为了用户侧储能的阻碍,为了解决这一问题,将云储能模式与冷热电联供型(combined cooling heating and power,CCHP)区域综合能源系统进行结合,提出了冷热电联供型区域综合能源系统电/热/冷云储能优化配置模型。首先,构建冷热电联供型区域综合能源系统的结构,并分析其输入、输出转化关系;然后对用户以及云储能提供商的充放能行为进行分析,分别从两主体的角度建立两阶段储能优化配置模型,第一阶段以用户总成本最小为目标对用户储能需求进行优化,第二阶段则在云储能提供商整合用户需求后,以云储能提供商成本最小为目标进行储能配置优化。最后,通过算例验证了云储能模式在储能配置中应用的优势,并对比分析了系统中有无蓄冷以及碳排放因素对储能优化配置的影响。展开更多
热电联产(combined heat and power,CHP)机组作为区域综合能源系统中的核心耦合单元,是实现其高效运行的关键。然而CHP机组固有的热电耦合特性对其灵活调节能力和运行性能的提升存在一定限制,且其“以电定热”和“以热定电”的调度策略...热电联产(combined heat and power,CHP)机组作为区域综合能源系统中的核心耦合单元,是实现其高效运行的关键。然而CHP机组固有的热电耦合特性对其灵活调节能力和运行性能的提升存在一定限制,且其“以电定热”和“以热定电”的调度策略缺乏前瞻性考虑多元负荷和可再生能源的波动特征。集成储能系统可有效实现热电解耦,然而储能的充放电能力受其能量状态的影响。基于此,该文采用长短记忆神经网络对区域综合能源系统中多元负荷及可再生能源进行预测,以考虑多元负荷及可再生能源的时序波动,提出耦合源-荷多元预测与电热混合储能的主动调度策略。构建计及碳排放惩罚、可再生能源弃电惩罚及运行成本的优化调度模型。以某区域综合能源系统为例,对比分析“以电定热”、“以热定电”和“主动调度”策略。结果显示,长短记忆神经网络的最大预测误差为4.7%。采用电-热混合储能主动调度策略的运行成本比“以电定热”和“以热定电”运行策略分别降低了11.12%和3.67%。此外,主动调度策略可在平滑热电比负荷曲线的同时降低区域综合能源系统购电成本,并且对CHP机组的能效具有促进作用,进一步降低了区域综合能源系统的运行成本。展开更多
为实现多个区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的风电消纳与低碳运行,提出了考虑季节性氢储能和碳排放惩罚的共享电-氢储能优化配置方法。首先,以共享电-氢储能和RIES作为主导者和跟随者,建立基于主从博弈的共享...为实现多个区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的风电消纳与低碳运行,提出了考虑季节性氢储能和碳排放惩罚的共享电-氢储能优化配置方法。首先,以共享电-氢储能和RIES作为主导者和跟随者,建立基于主从博弈的共享电-氢储能优化配置模型。然后,计算共享电-氢储能和区域综合能源系统的碳排放情况,设计融合碳税的碳排放惩罚价格,提出计及碳减排的共享电-氢储能优化配置模型。最后,将模型转换为易于求解的混合整数线性规划问题,并通过算例对提出模型的有效性进行验证。结果表明,所提模型能够在长、短时间尺度下应对风电的不平衡,减少流入RIES负荷的碳排放。展开更多
构建高效、低碳的综合能源系统是实现“双碳”目标的重要途径。为此,提出一种计及源荷灵活协调响应和氢能精细化利用的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)模型。首先,在源侧引入含风电制氢、氢燃料电池、氢储能...构建高效、低碳的综合能源系统是实现“双碳”目标的重要途径。为此,提出一种计及源荷灵活协调响应和氢能精细化利用的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)模型。首先,在源侧引入含风电制氢、氢燃料电池、氢储能和甲烷装置的氢能精细化利用模型,并考虑运行过程中的热量损耗,构建电-热-气-氢高效耦合模型。其次,在源侧引入含有机朗肯循环的余热发电环节,解耦热电联产“以热定电”约束,并在荷侧辅之需求响应,构成源荷灵活协调响应模型。最后,为应对风电、光伏不确定性对系统运行的影响,综合考虑阶梯型碳交易成本、设备运行维护成本、弃风成本以及购能成本,建立计及条件风险价值理论的RIES低碳经济优化模型,并通过Gurobi求解器对所提模型求解。研究结果表明,该模型能有效提高新能源消纳水平,降低系统碳排放量,提高能源的利用效率。展开更多
为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的低碳性和可再生能源消纳率,提出一种考虑电转气(power-to-gas,P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)协调运行...为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的低碳性和可再生能源消纳率,提出一种考虑电转气(power-to-gas,P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)协调运行的RIES低碳经济调度方法。首先,根据传统火电机组集中碳排放的特点,加入CCS打造更具灵活性的碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)。其次,在两阶段P2G中加入HFC,细化氢能使用,建立P2G-CCS-HFC整体模型,在氢能平衡约束条件下,分析不同设备决策对整体模型优化成本的影响。同时,在供能侧和需求侧分别引入绿证-碳交易和综合需求响应双重市场机制激励。最后,考虑风光不确定性,以风光历史数据为基础,构建考虑场景分析和数据驱动的、以最小化总成本为目标函数的RIES分布鲁棒调度模型。基于算例的仿真结果表明,该方法可有效降低碳排放水平,促进新能源消纳,为区域综合能源系统低碳经济调度等研究提供参考。展开更多
为促进区域能源系统(rational integrated energy system,RIES)的低碳和经济发展,文中建立了两种不同类型的区域能源模型,结合风能-碳捕集的运行模式,分析两种区域能源模型的适用场景。通过引入系统运行经济成本最低的目标函数,基于风能...为促进区域能源系统(rational integrated energy system,RIES)的低碳和经济发展,文中建立了两种不同类型的区域能源模型,结合风能-碳捕集的运行模式,分析两种区域能源模型的适用场景。通过引入系统运行经济成本最低的目标函数,基于风能-碳捕集结合的运行模式建立生物质能和电转氢RIES热电联产(combined heat and power,CHP)优化调度模型,采用CPLEX对两种区域能源模型进行求解。仿真结果证明:两种RIES运行的经济性和低碳性在风能-碳捕集运行模式下得到了有效的提升,为不同能源组合下的综合能源系统低碳经济调度提供了可靠依据。展开更多
文摘该文基于安全域理论提出一套较完整的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)安全预警流程。首先,建立RIES安全域模型并给出RIES安全边界计算方法,包括交流安全边界与直流安全边界。其次,介绍模糊推理与模糊综合评判方法,用于预警中评估越限的严重程度。再次,提出RIES预警方法,能综合考虑系统N-0与N-1安全性从而发出预警或告警信号。该方法包括预警指标选取与评判、安全预警分级、预警原因分析、安全趋势预测等步骤。最后,用算例验证该方法的有效性。可知,该文提出的安全预警方法对于提升RIES的安全管控能力,具有一定应用价值。
文摘随着用户从消费者向产消者转型,越来越多用户有了储电、储热、蓄冷的需求,然而储能的高成本成为了用户侧储能的阻碍,为了解决这一问题,将云储能模式与冷热电联供型(combined cooling heating and power,CCHP)区域综合能源系统进行结合,提出了冷热电联供型区域综合能源系统电/热/冷云储能优化配置模型。首先,构建冷热电联供型区域综合能源系统的结构,并分析其输入、输出转化关系;然后对用户以及云储能提供商的充放能行为进行分析,分别从两主体的角度建立两阶段储能优化配置模型,第一阶段以用户总成本最小为目标对用户储能需求进行优化,第二阶段则在云储能提供商整合用户需求后,以云储能提供商成本最小为目标进行储能配置优化。最后,通过算例验证了云储能模式在储能配置中应用的优势,并对比分析了系统中有无蓄冷以及碳排放因素对储能优化配置的影响。
文摘热电联产(combined heat and power,CHP)机组作为区域综合能源系统中的核心耦合单元,是实现其高效运行的关键。然而CHP机组固有的热电耦合特性对其灵活调节能力和运行性能的提升存在一定限制,且其“以电定热”和“以热定电”的调度策略缺乏前瞻性考虑多元负荷和可再生能源的波动特征。集成储能系统可有效实现热电解耦,然而储能的充放电能力受其能量状态的影响。基于此,该文采用长短记忆神经网络对区域综合能源系统中多元负荷及可再生能源进行预测,以考虑多元负荷及可再生能源的时序波动,提出耦合源-荷多元预测与电热混合储能的主动调度策略。构建计及碳排放惩罚、可再生能源弃电惩罚及运行成本的优化调度模型。以某区域综合能源系统为例,对比分析“以电定热”、“以热定电”和“主动调度”策略。结果显示,长短记忆神经网络的最大预测误差为4.7%。采用电-热混合储能主动调度策略的运行成本比“以电定热”和“以热定电”运行策略分别降低了11.12%和3.67%。此外,主动调度策略可在平滑热电比负荷曲线的同时降低区域综合能源系统购电成本,并且对CHP机组的能效具有促进作用,进一步降低了区域综合能源系统的运行成本。
文摘为实现多个区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的风电消纳与低碳运行,提出了考虑季节性氢储能和碳排放惩罚的共享电-氢储能优化配置方法。首先,以共享电-氢储能和RIES作为主导者和跟随者,建立基于主从博弈的共享电-氢储能优化配置模型。然后,计算共享电-氢储能和区域综合能源系统的碳排放情况,设计融合碳税的碳排放惩罚价格,提出计及碳减排的共享电-氢储能优化配置模型。最后,将模型转换为易于求解的混合整数线性规划问题,并通过算例对提出模型的有效性进行验证。结果表明,所提模型能够在长、短时间尺度下应对风电的不平衡,减少流入RIES负荷的碳排放。
文摘构建高效、低碳的综合能源系统是实现“双碳”目标的重要途径。为此,提出一种计及源荷灵活协调响应和氢能精细化利用的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)模型。首先,在源侧引入含风电制氢、氢燃料电池、氢储能和甲烷装置的氢能精细化利用模型,并考虑运行过程中的热量损耗,构建电-热-气-氢高效耦合模型。其次,在源侧引入含有机朗肯循环的余热发电环节,解耦热电联产“以热定电”约束,并在荷侧辅之需求响应,构成源荷灵活协调响应模型。最后,为应对风电、光伏不确定性对系统运行的影响,综合考虑阶梯型碳交易成本、设备运行维护成本、弃风成本以及购能成本,建立计及条件风险价值理论的RIES低碳经济优化模型,并通过Gurobi求解器对所提模型求解。研究结果表明,该模型能有效提高新能源消纳水平,降低系统碳排放量,提高能源的利用效率。
文摘为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的低碳性和可再生能源消纳率,提出一种考虑电转气(power-to-gas,P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)协调运行的RIES低碳经济调度方法。首先,根据传统火电机组集中碳排放的特点,加入CCS打造更具灵活性的碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)。其次,在两阶段P2G中加入HFC,细化氢能使用,建立P2G-CCS-HFC整体模型,在氢能平衡约束条件下,分析不同设备决策对整体模型优化成本的影响。同时,在供能侧和需求侧分别引入绿证-碳交易和综合需求响应双重市场机制激励。最后,考虑风光不确定性,以风光历史数据为基础,构建考虑场景分析和数据驱动的、以最小化总成本为目标函数的RIES分布鲁棒调度模型。基于算例的仿真结果表明,该方法可有效降低碳排放水平,促进新能源消纳,为区域综合能源系统低碳经济调度等研究提供参考。
文摘为促进区域能源系统(rational integrated energy system,RIES)的低碳和经济发展,文中建立了两种不同类型的区域能源模型,结合风能-碳捕集的运行模式,分析两种区域能源模型的适用场景。通过引入系统运行经济成本最低的目标函数,基于风能-碳捕集结合的运行模式建立生物质能和电转氢RIES热电联产(combined heat and power,CHP)优化调度模型,采用CPLEX对两种区域能源模型进行求解。仿真结果证明:两种RIES运行的经济性和低碳性在风能-碳捕集运行模式下得到了有效的提升,为不同能源组合下的综合能源系统低碳经济调度提供了可靠依据。
