灵活应用电转气(power to gas,P2G)系统中电解水和甲烷化两阶段产出的氢气和甲烷可促进综合能源系统(integratedenergysystem,IES)消纳盈余可再生能源。传统P2G系统只考虑将甲烷作为燃气机组的燃料,未充分利用氢气高电解率的特性,造成...灵活应用电转气(power to gas,P2G)系统中电解水和甲烷化两阶段产出的氢气和甲烷可促进综合能源系统(integratedenergysystem,IES)消纳盈余可再生能源。传统P2G系统只考虑将甲烷作为燃气机组的燃料,未充分利用氢气高电解率的特性,造成能量梯级转化次数增加,能量损耗提高。应用P2G系统两阶段分别产出的氢气和甲烷耦合气网注氢(hydrogen injection into gas grid,HIGG)技术以促进IES中可再生能源的消纳。基于能量枢纽的概念,将IES系统经济性优化调度转化为混合整数规划问题进行求解。通过两个场景的仿真分析说明,相比于仅应用甲烷的传统P2G系统,IES系统中应用P2G和HIGG技术能够降低部分能量梯级转化次数和成本投入,在经济性、环保性方面都有显著提高。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
为实现双碳背景下的低碳化发展,解决综合能源系统的多能供应及节能减排问题,提出含一种光热电站及氢储能的综合能源系统低碳优化运行策略。通过分析热能存储(thermal energy storage,TES)系统与氢储能系统联合运行,建立了多储能联供模型...为实现双碳背景下的低碳化发展,解决综合能源系统的多能供应及节能减排问题,提出含一种光热电站及氢储能的综合能源系统低碳优化运行策略。通过分析热能存储(thermal energy storage,TES)系统与氢储能系统联合运行,建立了多储能联供模型,有效地实现电-热能量的相互转移,提高能源利用率,优化系统的运行灵活性。将碳交易和碳税引入系统决策中,构建以购能成本、运维成本、碳交易成本等综合成本最小为目标的综合能源系统低碳调度优化模型。最后分析了不同场景运行,对优化模型进行仿真分析。结果表明,考虑TES和氢储能协调调度能够有效的降低运行成本、减少碳排放。展开更多
海上具有极为丰富的风资源,研究海上风电制氢技术和荷侧需求响应对风电消纳及平抑海上风电波动性具有重要意义。为此,提出了一种含海上风电制氢(offshore wind power hydrogen production,OWHP)和多重需求响应的含氢综合能源系统(integr...海上具有极为丰富的风资源,研究海上风电制氢技术和荷侧需求响应对风电消纳及平抑海上风电波动性具有重要意义。为此,提出了一种含海上风电制氢(offshore wind power hydrogen production,OWHP)和多重需求响应的含氢综合能源系统(integrated energy system,IES)源-荷多时间尺度优化调度策略。首先,探究了海上风电制氢系统运行机理,构建了含风电制氢、氢气压缩、海水淡化、输氢管道以及气体储氢的海上风电制氢模型,并构建了含燃气掺氢、氢气甲烷化和氢燃料电池的氢能多重利用模型。其次,分析了荷侧资源在各时间尺度的调节特性,提出了多重需求响应模型。最后,为降低海上风电的预测误差对IES运行影响,提出了日前-日内-实时三阶段的多时间尺度优化模型,平抑系统功率波动。算例仿真结果表明,所提模型可有效消纳海上风电资源,提升IES经济、低碳性,并缓解源、荷不确定性对系统运行的影响。展开更多
文摘灵活应用电转气(power to gas,P2G)系统中电解水和甲烷化两阶段产出的氢气和甲烷可促进综合能源系统(integratedenergysystem,IES)消纳盈余可再生能源。传统P2G系统只考虑将甲烷作为燃气机组的燃料,未充分利用氢气高电解率的特性,造成能量梯级转化次数增加,能量损耗提高。应用P2G系统两阶段分别产出的氢气和甲烷耦合气网注氢(hydrogen injection into gas grid,HIGG)技术以促进IES中可再生能源的消纳。基于能量枢纽的概念,将IES系统经济性优化调度转化为混合整数规划问题进行求解。通过两个场景的仿真分析说明,相比于仅应用甲烷的传统P2G系统,IES系统中应用P2G和HIGG技术能够降低部分能量梯级转化次数和成本投入,在经济性、环保性方面都有显著提高。
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。
文摘为实现双碳背景下的低碳化发展,解决综合能源系统的多能供应及节能减排问题,提出含一种光热电站及氢储能的综合能源系统低碳优化运行策略。通过分析热能存储(thermal energy storage,TES)系统与氢储能系统联合运行,建立了多储能联供模型,有效地实现电-热能量的相互转移,提高能源利用率,优化系统的运行灵活性。将碳交易和碳税引入系统决策中,构建以购能成本、运维成本、碳交易成本等综合成本最小为目标的综合能源系统低碳调度优化模型。最后分析了不同场景运行,对优化模型进行仿真分析。结果表明,考虑TES和氢储能协调调度能够有效的降低运行成本、减少碳排放。
文摘海上具有极为丰富的风资源,研究海上风电制氢技术和荷侧需求响应对风电消纳及平抑海上风电波动性具有重要意义。为此,提出了一种含海上风电制氢(offshore wind power hydrogen production,OWHP)和多重需求响应的含氢综合能源系统(integrated energy system,IES)源-荷多时间尺度优化调度策略。首先,探究了海上风电制氢系统运行机理,构建了含风电制氢、氢气压缩、海水淡化、输氢管道以及气体储氢的海上风电制氢模型,并构建了含燃气掺氢、氢气甲烷化和氢燃料电池的氢能多重利用模型。其次,分析了荷侧资源在各时间尺度的调节特性,提出了多重需求响应模型。最后,为降低海上风电的预测误差对IES运行影响,提出了日前-日内-实时三阶段的多时间尺度优化模型,平抑系统功率波动。算例仿真结果表明,所提模型可有效消纳海上风电资源,提升IES经济、低碳性,并缓解源、荷不确定性对系统运行的影响。
