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
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
为促进数据中心综合能源系统的节能减排与高效用能,提出了一种考虑数据中心余热回收且兼顾经济性与碳排放的电-热-氢综合能源系统多目标优化调度方法。首先,分析数据中心的工作特性,建立数据中心的功耗模型、热力模型以及余热回收模型...为促进数据中心综合能源系统的节能减排与高效用能,提出了一种考虑数据中心余热回收且兼顾经济性与碳排放的电-热-氢综合能源系统多目标优化调度方法。首先,分析数据中心的工作特性,建立数据中心的功耗模型、热力模型以及余热回收模型。基于综合能源系统结构,考虑电-热-氢多能耦合特性,建立系统内部各能量转化设备的运行模型。在此基础上,以最小化系统总运行成本与碳排放量为目标,构建多目标日前优化调度模型。针对所提多目标优化问题,采用规划法向约束生成法(normalized normal constraint,NNC)进行高效求解,获取均匀的Pareto前沿点,再从中选择最佳折衷解作为系统调度方案。最后,以某数据中心综合能源系统为例进行仿真分析,结果表明,所提多目标优化调度策略可以有效兼顾综合能源系统运行的经济性和低碳性,同时NNC法能够确保折衷解的质量,验证了所提模型和方法的有效性。展开更多
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
台风灾害给新能源占比不断提高的电-气综合能源系统(integrated electricity-gas system,IEGS)安全稳定运行带来巨大挑战,针对目前IEGS灾中应急调度研究缺乏对台风迁移及风电波动的考虑,文章提出了一种综合考虑台风时空特性及严重风电...台风灾害给新能源占比不断提高的电-气综合能源系统(integrated electricity-gas system,IEGS)安全稳定运行带来巨大挑战,针对目前IEGS灾中应急调度研究缺乏对台风迁移及风电波动的考虑,文章提出了一种综合考虑台风时空特性及严重风电波动的IEGS灾中应急调度方法。建立台风时空模型,量化风雨影响下电-气系统元件故障时变特性,并利用信息熵理论筛选典型故障场景;基于台风的时序迁移,建立IEGS双层灾中应急调度模型,上层电力系统侧为应急鲁棒调度模型,其主问题针对台风路径下高危线路进行应急调度,子问题优化下一时刻最严重风电波动下系统的最小失负荷量,下层天然气系统侧基于信息耦合交互为电力侧提供恢复支撑,优化灾害下气网的运行状态;采取自适应交替方向乘子法(adaptive-alternating direction method of multipliers,AT-ADMM)分布式算法进行模型求解。最后通过算例验证了所提方法的有效性。展开更多
伴随世界能源消费和碳排放总量持续增长,能源技术革命及发展低碳能源已成为共识。电-气(power-to-gas,P2G)综合能源系统中,碳捕集技术与电转气(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术的协同运行以及考虑可再生能源不确定性...伴随世界能源消费和碳排放总量持续增长,能源技术革命及发展低碳能源已成为共识。电-气(power-to-gas,P2G)综合能源系统中,碳捕集技术与电转气(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术的协同运行以及考虑可再生能源不确定性的优化调度值得被研究。提出了一种基于信息间隙决策理论的电-气综合能源系统低碳经济调度模型,构建电-气综合能源系统典型结构、耦合设备模型,基于系统内部碳排放-回收-利用路径建立碳捕集-电转气协同运行模型,引入含阶梯式碳交易的电-气综合能源系统低碳经济运行模型,提出了基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的电-气综合能源系统低碳经济调度模型及模型求解方法,并在IEEE 24 RTS(reliability test system)系统和10节点天然气系统构成的电-气综合能源系统中分析了模型在降低系统碳排放和应对可再生能源出力不确定性方面的有效性。展开更多
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。
文摘为促进数据中心综合能源系统的节能减排与高效用能,提出了一种考虑数据中心余热回收且兼顾经济性与碳排放的电-热-氢综合能源系统多目标优化调度方法。首先,分析数据中心的工作特性,建立数据中心的功耗模型、热力模型以及余热回收模型。基于综合能源系统结构,考虑电-热-氢多能耦合特性,建立系统内部各能量转化设备的运行模型。在此基础上,以最小化系统总运行成本与碳排放量为目标,构建多目标日前优化调度模型。针对所提多目标优化问题,采用规划法向约束生成法(normalized normal constraint,NNC)进行高效求解,获取均匀的Pareto前沿点,再从中选择最佳折衷解作为系统调度方案。最后,以某数据中心综合能源系统为例进行仿真分析,结果表明,所提多目标优化调度策略可以有效兼顾综合能源系统运行的经济性和低碳性,同时NNC法能够确保折衷解的质量,验证了所提模型和方法的有效性。
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。
文摘台风灾害给新能源占比不断提高的电-气综合能源系统(integrated electricity-gas system,IEGS)安全稳定运行带来巨大挑战,针对目前IEGS灾中应急调度研究缺乏对台风迁移及风电波动的考虑,文章提出了一种综合考虑台风时空特性及严重风电波动的IEGS灾中应急调度方法。建立台风时空模型,量化风雨影响下电-气系统元件故障时变特性,并利用信息熵理论筛选典型故障场景;基于台风的时序迁移,建立IEGS双层灾中应急调度模型,上层电力系统侧为应急鲁棒调度模型,其主问题针对台风路径下高危线路进行应急调度,子问题优化下一时刻最严重风电波动下系统的最小失负荷量,下层天然气系统侧基于信息耦合交互为电力侧提供恢复支撑,优化灾害下气网的运行状态;采取自适应交替方向乘子法(adaptive-alternating direction method of multipliers,AT-ADMM)分布式算法进行模型求解。最后通过算例验证了所提方法的有效性。
文摘伴随世界能源消费和碳排放总量持续增长,能源技术革命及发展低碳能源已成为共识。电-气(power-to-gas,P2G)综合能源系统中,碳捕集技术与电转气(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术的协同运行以及考虑可再生能源不确定性的优化调度值得被研究。提出了一种基于信息间隙决策理论的电-气综合能源系统低碳经济调度模型,构建电-气综合能源系统典型结构、耦合设备模型,基于系统内部碳排放-回收-利用路径建立碳捕集-电转气协同运行模型,引入含阶梯式碳交易的电-气综合能源系统低碳经济运行模型,提出了基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的电-气综合能源系统低碳经济调度模型及模型求解方法,并在IEEE 24 RTS(reliability test system)系统和10节点天然气系统构成的电-气综合能源系统中分析了模型在降低系统碳排放和应对可再生能源出力不确定性方面的有效性。
