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
研究多能联供的综合能源系统(integrated energy system,IES)是实现能源转型和低碳电力的有效途径。为进一步挖掘IES在低碳和经济运行方面的调度潜力,提出一种考虑热电联产型光热(concentrated solar power,CSP)电站和液化空气储能(liqu...研究多能联供的综合能源系统(integrated energy system,IES)是实现能源转型和低碳电力的有效途径。为进一步挖掘IES在低碳和经济运行方面的调度潜力,提出一种考虑热电联产型光热(concentrated solar power,CSP)电站和液化空气储能(liquefied air energy storage,LAES)的IES优化运行策略。首先,结合LAES的冷热循环特性构建含LAES、CSP电站以及各能量转换设备组成的IES架构,并建立各设备的数学模型。其次,引入阶梯式碳交易机制,以含系统购能成本、运维成本、碳排放成本的综合成本最小为目标,建立IES优化运行模型。在此基础上,建立考虑多重不确定性的IES模糊机会约束规划模型。最后基于多个场景调用混合整数规划软件对模型进行求解,结果表明:所提策略能有效降低系统的总成本与碳排放量,不确定性上升主要会提高系统的购能成本。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
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。
文摘研究多能联供的综合能源系统(integrated energy system,IES)是实现能源转型和低碳电力的有效途径。为进一步挖掘IES在低碳和经济运行方面的调度潜力,提出一种考虑热电联产型光热(concentrated solar power,CSP)电站和液化空气储能(liquefied air energy storage,LAES)的IES优化运行策略。首先,结合LAES的冷热循环特性构建含LAES、CSP电站以及各能量转换设备组成的IES架构,并建立各设备的数学模型。其次,引入阶梯式碳交易机制,以含系统购能成本、运维成本、碳排放成本的综合成本最小为目标,建立IES优化运行模型。在此基础上,建立考虑多重不确定性的IES模糊机会约束规划模型。最后基于多个场景调用混合整数规划软件对模型进行求解,结果表明:所提策略能有效降低系统的总成本与碳排放量,不确定性上升主要会提高系统的购能成本。
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。
