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
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
混合储能系统具有储能容量大、调节能力强等优点,有助于提高综合能源系统(integrated energy system,IES)的需求响应能力。首先,构建了一种电-氢-热混合储能系统(electric-hydrogen-thermal hybrid energy storage system,EHT-HESS),其...混合储能系统具有储能容量大、调节能力强等优点,有助于提高综合能源系统(integrated energy system,IES)的需求响应能力。首先,构建了一种电-氢-热混合储能系统(electric-hydrogen-thermal hybrid energy storage system,EHT-HESS),其中采用电解槽(electrolytic cell,EC)、蒸气重整反应(steam methane reforming,SMR)装置、储氢、热电联产氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)设备,实现电、气向氢能的转换,以及以氢能作为中间模态的“制氢-储氢-放氢/电/热”功能。其次,建立考虑EHT-HESS的IES需求响应策略优化模型,其中考虑IES响应电价和气价,同时根据富余风电量,进行购电、购气、用电、用热、用氢等策略决策的综合需求响应(integrated demand response,IDR)行为;并采用信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)计入概率分布未知的风电严重不确定性,采用基于综合范数的分布鲁棒优化(distributionally robust optimization,DRO)方法计入概率分布不完备的电价严重不确定性。最后,算例验证了模型和方法的合理性及有效性,并表明IES装设热电联产HFC构建EHT-HESS可实现氢能向电能与热能的转换,有助于增加风电消纳量,增加IDR决策的鲁棒性。展开更多
为实现热-电-氢综合能源系统在满足多种负荷需求的同时,能有效地降低经济成本,提出了一种以经济性为目标的双层优化配置算法,研究了孤岛综合能源系统的优化配置。首先,搭建了热-电-氢混合耦合综合能源系统(the combined hydrogen,heat a...为实现热-电-氢综合能源系统在满足多种负荷需求的同时,能有效地降低经济成本,提出了一种以经济性为目标的双层优化配置算法,研究了孤岛综合能源系统的优化配置。首先,搭建了热-电-氢混合耦合综合能源系统(the combined hydrogen,heat and power system,CHHP),然后考虑到设备购置、运维以及燃料电池、电解槽和蓄电池的老化建立了系统总目标函数。再采用上层算法为混合正余弦灰狼算法(gray wolf optimization with sine cosine algorithm,GWO-SCA),下层算法为混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)的双层优化配置算法对设备容量进行求解。最后运用算例,验证了该算法的优越性。并对系统中的电动汽车负荷考虑了多种充电方式,讨论了不同充电方式对配置结果和经济成本的影响。结果表明所提优化配置方法能够实现综合能源系统的经济、稳定运行。展开更多
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。
文摘为实现集成楼宇的电-热综合能源系统(integrated electric-heat system,IEHS)灵活运行,该文提出一种计及楼宇高度的IEHS分布式能量管理策略。首先,基于建筑的热惯性和垂直供热结构,构建考虑楼宇高度的建筑热动态模型,并通过综合考虑电力与热力系统约束将其集成至IEHS运行模型;然后,利用围护结构的蓄热特性和热源的互补特性,以总能源消耗成本最低为目标,提出计及楼宇高度的IEHS能量管理策略;最后,为提升系统求解效率并保障不同主体间调度信息的隐私性,提出三阶段加速交替方向乘子法(three-stage accelerated alternating direction method of multipliers,TSA-ADMM),将原优化问题分解为配电网与供热网的子问题进行分布式求解。结果显示,所提策略反映了建筑供热过程中的垂直失调现象,并在保障用户舒适温度需求及不同主体信息隐私性的基础上,实现集成楼宇集群的IEHS全局最优能量管理。
文摘为实现热-电-氢综合能源系统在满足多种负荷需求的同时,能有效地降低经济成本,提出了一种以经济性为目标的双层优化配置算法,研究了孤岛综合能源系统的优化配置。首先,搭建了热-电-氢混合耦合综合能源系统(the combined hydrogen,heat and power system,CHHP),然后考虑到设备购置、运维以及燃料电池、电解槽和蓄电池的老化建立了系统总目标函数。再采用上层算法为混合正余弦灰狼算法(gray wolf optimization with sine cosine algorithm,GWO-SCA),下层算法为混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)的双层优化配置算法对设备容量进行求解。最后运用算例,验证了该算法的优越性。并对系统中的电动汽车负荷考虑了多种充电方式,讨论了不同充电方式对配置结果和经济成本的影响。结果表明所提优化配置方法能够实现综合能源系统的经济、稳定运行。
