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
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
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
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。
