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考虑灵活性的城市综合能源系统区间优化调度
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作者 盛煊 林舜江 +2 位作者 梁炜焜 杨悦荣 刘明波 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第10期3723-3736,I0011,共15页
城市综合能源系统(urban integrated energy system,UIES)作为城市能源生产、运输、消费的载体,其运行中需要具备充足的灵活性来应对各种不确定波动。从灵活性的定义出发,该文提出基于不确定量波动范围的灵活性调度指标。为降低传统区... 城市综合能源系统(urban integrated energy system,UIES)作为城市能源生产、运输、消费的载体,其运行中需要具备充足的灵活性来应对各种不确定波动。从灵活性的定义出发,该文提出基于不确定量波动范围的灵活性调度指标。为降低传统区间数在描述不确定量时由于概率信息丢失而导致的决策保守性,提出采用考虑相关性的多带区间数(multi-band interval number,MBIN)描述不确定量的方法,并通过历史数据和插值法得到连续的累积分布函数。提出以运行成本最小和可容纳室外温度和光照强度不确定波动范围最大的UIES多目标区间优化调度模型。采用区间可能度方法处理含有传统区间数和考虑相关性的MBIN的约束条件,将原问题转化为确定性多目标混合整数线性规划问题。通过一种直接求解多目标优化问题折中最优解的方法,将此问题进一步转化为可以高效求得折中最优解的单目标混合整数线性规划问题。最后,通过一个含有农业-工业-商业园区的实际UIES的算例分析,结果验证所提出模型和求解方法的正确有效性。 展开更多
关键词 城市综合能源系统 灵活性调度 灵活性资源 多带区间数 区间优化 多目标优化
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考虑混合储能和需求响应的城市综合能源系统协同规划方法
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作者 王晨宇 卢志刚 +3 位作者 李彦琳 张江镛 孔祥兴 詹彦博 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期191-199,I0020-I0023,共13页
针对规模庞大、设备数量众多、能源形式丰富的城市综合能源系统,现有建模方法在优化求解过程中效率较低,难以在高时空尺度精确性下充分挖掘电-气-热-冷-储-需求响应的耦合灵活性。因此,该文考虑可再生能源发电设备、能量转换装置、混合... 针对规模庞大、设备数量众多、能源形式丰富的城市综合能源系统,现有建模方法在优化求解过程中效率较低,难以在高时空尺度精确性下充分挖掘电-气-热-冷-储-需求响应的耦合灵活性。因此,该文考虑可再生能源发电设备、能量转换装置、混合储能与需求响应,提出了一种城市综合能源系统低维数矩阵建模方法,制定了以用户不适度和时空负载度为基础的需求响应弹性补贴策略。以系统年化总成本最低为目标,给出了基于全年8760 h运行模拟和区域互联的城市综合能源系统协同规划模型。针对实际算例设定6种场景进行对比,研究了混合储能、需求响应和时空尺度分别对规划方案经济成本、可再生能源利用率以及CO_(2)排放量的影响,验证了所提方法的可行性、清洁性与经济性。 展开更多
关键词 城市综合能源系统 混合储能 需求响应 时空尺度 运行模拟
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城市综合能源系统协同调控与互动交易研究综述 被引量:4
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作者 马恒瑞 王波 +3 位作者 王蔚 董旭柱 刘书福 丁书伟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1357-1375,I0001,共20页
城市是工业、服务业的聚集地,是经济增长的主引擎,未来城市综合能源系统的发展目标将不仅仅局限于满足社会能源需求,还需要将视角提升到支撑城市全局发展层面。因此,城市综合能源系统协同调控与互动交易相关研究不仅是近年来研究的热点... 城市是工业、服务业的聚集地,是经济增长的主引擎,未来城市综合能源系统的发展目标将不仅仅局限于满足社会能源需求,还需要将视角提升到支撑城市全局发展层面。因此,城市综合能源系统协同调控与互动交易相关研究不仅是近年来研究的热点问题,也是促进人类和城市可持续发展的必要解决问题。该文首先分析了相关研究的发展趋势和发文热度。然后在模型层面,分别讨论了城市综合能源系统的基本协同调控模型以及满足零碳需求、韧性提升需求、互动交易场景下的协同调控模型;在决策框架和算法层面,就目前常用的双层优化、鲁棒优化、人工智能优化方法分别进行概括分析;对城市综合能源系统仿真软件的特点进行了归纳总结。最后,对城市综合能源系统中多能源协同运行灵活性潜力挖掘、全设备模型建模方法与信息交换技术、多元用户互动特性分析、信息-物理-社会深度融合的需求和挑战进行了展望。 展开更多
关键词 城市综合能源系统 协同调控 互动交易 模型 决策框架 求解方法
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电-氢-混氢天然气耦合的城市综合能源系统低碳优化调度 被引量:12
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作者 谢敏 卢燕旋 +3 位作者 叶佳南 董凯元 谢宇星 刘明波 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期109-117,共9页
混氢天然气(HCNG)技术可有效解决大规模电制氢面临的纯氢运输成本高的问题。针对大规模风光消纳与城市综合能源系统(UIES)低碳优化调度问题,在源-网-荷-氢协同优化框架下,提出考虑电-氢-HCNG耦合与需求响应的UIES低碳优化调度方法。对电... 混氢天然气(HCNG)技术可有效解决大规模电制氢面临的纯氢运输成本高的问题。针对大规模风光消纳与城市综合能源系统(UIES)低碳优化调度问题,在源-网-荷-氢协同优化框架下,提出考虑电-氢-HCNG耦合与需求响应的UIES低碳优化调度方法。对电-氢-HCNG耦合单元运行特性进行建模,并引入用户单元需求响应机制,以系统运行成本最小为目标,建立UIES低碳优化调度模型。通过算例分析对所提模型进行验证,结果表明电-氢-HCNG耦合单元与用户单元需求响应机制的引入能够有效促进风光消纳,提高UIES低碳性。 展开更多
关键词 风光消纳 城市综合能源系统 氢能 混氢天然气 需求响应 掺氢比
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基于博弈均衡多学科协同理论的城市综合能源系统优化与评估 被引量:4
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作者 谢敏 叶佳南 +2 位作者 刘明波 宁楠 姚璐 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第17期102-113,共12页
随着新能源不断接入,城市综合能源系统呈现高耦合、高自由度特性。利用不同形式能源间的相互转化关系,可实现多能流协同调整并提高能源利用效率。以总运行成本最小为系统目标函数,综合考虑以电网为枢纽平台的城市综合能源系统网络构架... 随着新能源不断接入,城市综合能源系统呈现高耦合、高自由度特性。利用不同形式能源间的相互转化关系,可实现多能流协同调整并提高能源利用效率。以总运行成本最小为系统目标函数,综合考虑以电网为枢纽平台的城市综合能源系统网络构架和运行方式,建立了分布式能源单元、冷热电三联供系统、天然气网、城市配电网联合优化运行模型。以多能流控制自由度作为城市综合能源系统多能流灵活性评估指标,采用博弈均衡多学科协同优化理论设立不同考虑角度下的并行子学科对模型进行求解。该方法在多学科协同理论的基础上实现对一致性约束和子学科目标改进,克服了多学科协同优化理论收敛慢、局部最优的问题。通过4节点分布式能源单元、6节点冷热电三联供系统接入33节点城市片区配电网并耦合7节点天然气系统的算例验证了所提模型和算法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 城市综合能源系统 多能流控制自由度 博弈均衡 多学科协同优化 灵活性评估
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城市综合能源系统韧性评估与提升综述 被引量:20
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作者 张儒峰 李雪 +1 位作者 姜涛 陈厚合 《全球能源互联网》 CSCD 2021年第2期122-132,共11页
极端扰动事故下,城市综合能源系统易发生大量元件同时故障的严重事故,严重威胁城市综合能源系统供能的安全性和可靠性。韧性是用于描述系统抵御扰动并快速恢复到正常运行状态的能力,因此,准确的韧性评估和有效的韧性提升措施是增强城市... 极端扰动事故下,城市综合能源系统易发生大量元件同时故障的严重事故,严重威胁城市综合能源系统供能的安全性和可靠性。韧性是用于描述系统抵御扰动并快速恢复到正常运行状态的能力,因此,准确的韧性评估和有效的韧性提升措施是增强城市综合能源系统抵御供能中断能力的重要手段。在简述了城市综合能源系统韧性的定义和城市综合能源系统韧性的影响因素基础上,对目前存在的韧性评估方法、负荷恢复策略和韧性提升措施进行综述,总结了目前的研究现状,为后续城市综合能源系统的韧性评估和提升方法研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 极端扰动 城市综合能源系统 韧性评估 韧性提升
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基于数据包络分析法的城市综合能源系统分环节能效评价 被引量:14
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作者 赵乐冰 王蕾 +3 位作者 万灿 武梦景 原凯 宋毅 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第17期132-141,共10页
城市综合能源系统的多能耦合特性能够有效提升系统能源利用效率。为了辨识不同运行场景下城市综合能源系统能源利用效率的薄弱环节,提出了一种基于数据包络分析法的城市综合能源系统分环节能效评价方法。首先,考虑不同供能形式的品位差... 城市综合能源系统的多能耦合特性能够有效提升系统能源利用效率。为了辨识不同运行场景下城市综合能源系统能源利用效率的薄弱环节,提出了一种基于数据包络分析法的城市综合能源系统分环节能效评价方法。首先,考虑不同供能形式的品位差异,围绕能源消耗总量、能量梯级利用、清洁能源出力情况等角度构建了城市综合能源系统能效评价指标体系;然后,计及系统多种能源流动情况,提出了基于关联网络数据包络分析模型的系统分环节能效分解方法;最后,根据城市综合能源系统经济运行结果,得到系统能效指标体系中各指标数值,进一步计算出城市综合能源系统各环节的能效评价结果。算例结果证明,该评价方法能够有效比较不同用能需求、不同运行方式的城市综合能源系统相对能效情况,确定不同运行场景下的系统重点提升能效环节,为综合能源系统高效降碳和精准提效奠定基础。 展开更多
关键词 城市综合能源系统 能效评价 数据包络分析 能量梯级利用 多能耦合
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考虑不确定性与交互功率的城市综合能源系统两阶段调度 被引量:11
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作者 邵蓝锌 万灿 +3 位作者 张晓波 罗庆 陈奕 徐钰淇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期59-69,共11页
城市综合能源系统运行优化面临新能源发电强随机性和强波动性、负荷功率不确定性以及系统参数不确定性的多重挑战。文中构建考虑聚合特性的用户侧灵活性资源调度模型,提出考虑不确定性与交互功率的城市综合能源系统两阶段优化调度策略... 城市综合能源系统运行优化面临新能源发电强随机性和强波动性、负荷功率不确定性以及系统参数不确定性的多重挑战。文中构建考虑聚合特性的用户侧灵活性资源调度模型,提出考虑不确定性与交互功率的城市综合能源系统两阶段优化调度策略。在日前阶段,采用混合随机鲁棒优化方法处理建筑群参数不确定性和源荷不确定性,得到城市配电网与上级电网的最优交互功率区间。在日内阶段,基于新能源发电和负荷的预测结果,采用模型预测控制滚动优化系统的调度策略。算例结果表明,调度策略能够保证用户的热舒适度需求,得到的交互功率区间具有较强的应对日内不确定性能力,同时降低交互功率短时剧烈波动对系统运行安全性和经济性的影响。 展开更多
关键词 城市综合能源系统 优化调度 混合随机鲁棒优化 模型预测控制 能源 不确定性
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城市电热综合能源系统分布式鲁棒经济调度 被引量:3
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作者 吴潇雨 孔维政 代红才 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2022年第8期110-117,129,共9页
可再生能源波动性和热力系统运行特性对城市电热综合能源系统的经济调度影响显著。基于分布式鲁棒理论、热力管网和分布式蓄热设备的介质温度特性,提出了一种城市电热综合能源系统分布式鲁棒经济调度模型。通过合理利用热力系统灵活调... 可再生能源波动性和热力系统运行特性对城市电热综合能源系统的经济调度影响显著。基于分布式鲁棒理论、热力管网和分布式蓄热设备的介质温度特性,提出了一种城市电热综合能源系统分布式鲁棒经济调度模型。通过合理利用热力系统灵活调控特性,可有效降低运行成本、提高风电消纳水平。同时,通过分布式鲁棒优化理论,得到可再生能源出力最恶劣概率分布下的经济调度方案,有效提升风电消纳的安全性。最后,通过算例验证了所提模型的有效性。 展开更多
关键词 城市电热综合能源系统 经济调度 介质温度特性 分布式鲁棒优化
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考虑碳排放和混合燃烧特性的氢混燃机精细化建模及应用 被引量:7
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作者 谢敏 叶佳南 +3 位作者 何知纯 何润泉 刘明波 宁楠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4319-4339,共21页
随着混氢天然气技术发展,氢混燃机成为未来电-混氢天然气城市综合能源系统的关键技术节点。为此,该文分别对混氢天然气网和氢混燃机进行特性分析,并搭建考虑多气体组分混合的混氢天然气网与氢混燃机耦合架构。从多学科信息融合角度出发... 随着混氢天然气技术发展,氢混燃机成为未来电-混氢天然气城市综合能源系统的关键技术节点。为此,该文分别对混氢天然气网和氢混燃机进行特性分析,并搭建考虑多气体组分混合的混氢天然气网与氢混燃机耦合架构。从多学科信息融合角度出发,采用阿伦尼乌斯方程和系统热力学分别对氢混燃机的碳排放和混合燃烧出力特性精细化建模,并基于实例参考范围验证所提模型的合理性。在此基础上,将氢混燃机模型应用到优化调度中,以系统总运行成本最低为目标函数,计及城市配电网、混氢天然气网以及用户单元内部运行约束,建立电-混氢天然气城市综合能源系统优化调度模型。以耦合混氢天然气系统的某实际城市配电网为算例进行验证,结果表明,基于电转气的天然气网掺氢运输和本地储氢供应均能有效提高电网的可再生能源消纳水平,其风电利用率之差不超过2.12%,但前者的总运行成本比后者少4.31%,能够降低系统总运行成本的同时有效促进用户侧低碳减排。 展开更多
关键词 混氢天然气 氢混燃机 碳排放 混合燃烧 阿伦尼乌斯方程 系统热力学 城市综合能源系统
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