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
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
在能源低碳转型的背景下,综合能源系统因其多能互补和有助于消纳新能源而得到了广泛的关注。为了体现综合能源系统的市场价值,其参与电-气等多能源市场以及碳-绿证市场的竞争将是一种趋势。作为综合能源系统参与市场投标的竞争主体,综...在能源低碳转型的背景下,综合能源系统因其多能互补和有助于消纳新能源而得到了广泛的关注。为了体现综合能源系统的市场价值,其参与电-气等多能源市场以及碳-绿证市场的竞争将是一种趋势。作为综合能源系统参与市场投标的竞争主体,综合能源供应商的策略性行为将对这些市场产生重要的影响。为此,建立了含新能源的综合能源供应商(integrated energy suppliers,IES)参与投标竞争的电-气-碳-绿证多市场的联合均衡模型。该模型考虑综合能源供应商和单一能源供应商在4个相互耦合的市场中的博弈行为,同时考虑了新能源的不确定性,并引入偏差惩罚机制对新能源的投标偏差进行处理。采用非线性互补方法求得该均衡模型的解。最后,通过算例仿真验证了所提理论模型的合理性和有效性。结果表明,与不引入碳市场和绿证市场情况相比,综合能源供应商参与电-气-碳-绿证市场时利润增加了6.5%,碳排放减少了7.2%。展开更多
为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的低碳性和可再生能源消纳率,提出一种考虑电转气(power-to-gas,P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)协调运行...为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的低碳性和可再生能源消纳率,提出一种考虑电转气(power-to-gas,P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)协调运行的RIES低碳经济调度方法。首先,根据传统火电机组集中碳排放的特点,加入CCS打造更具灵活性的碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)。其次,在两阶段P2G中加入HFC,细化氢能使用,建立P2G-CCS-HFC整体模型,在氢能平衡约束条件下,分析不同设备决策对整体模型优化成本的影响。同时,在供能侧和需求侧分别引入绿证-碳交易和综合需求响应双重市场机制激励。最后,考虑风光不确定性,以风光历史数据为基础,构建考虑场景分析和数据驱动的、以最小化总成本为目标函数的RIES分布鲁棒调度模型。基于算例的仿真结果表明,该方法可有效降低碳排放水平,促进新能源消纳,为区域综合能源系统低碳经济调度等研究提供参考。展开更多
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。
文摘在能源低碳转型的背景下,综合能源系统因其多能互补和有助于消纳新能源而得到了广泛的关注。为了体现综合能源系统的市场价值,其参与电-气等多能源市场以及碳-绿证市场的竞争将是一种趋势。作为综合能源系统参与市场投标的竞争主体,综合能源供应商的策略性行为将对这些市场产生重要的影响。为此,建立了含新能源的综合能源供应商(integrated energy suppliers,IES)参与投标竞争的电-气-碳-绿证多市场的联合均衡模型。该模型考虑综合能源供应商和单一能源供应商在4个相互耦合的市场中的博弈行为,同时考虑了新能源的不确定性,并引入偏差惩罚机制对新能源的投标偏差进行处理。采用非线性互补方法求得该均衡模型的解。最后,通过算例仿真验证了所提理论模型的合理性和有效性。结果表明,与不引入碳市场和绿证市场情况相比,综合能源供应商参与电-气-碳-绿证市场时利润增加了6.5%,碳排放减少了7.2%。
文摘为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的低碳性和可再生能源消纳率,提出一种考虑电转气(power-to-gas,P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)协调运行的RIES低碳经济调度方法。首先,根据传统火电机组集中碳排放的特点,加入CCS打造更具灵活性的碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)。其次,在两阶段P2G中加入HFC,细化氢能使用,建立P2G-CCS-HFC整体模型,在氢能平衡约束条件下,分析不同设备决策对整体模型优化成本的影响。同时,在供能侧和需求侧分别引入绿证-碳交易和综合需求响应双重市场机制激励。最后,考虑风光不确定性,以风光历史数据为基础,构建考虑场景分析和数据驱动的、以最小化总成本为目标函数的RIES分布鲁棒调度模型。基于算例的仿真结果表明,该方法可有效降低碳排放水平,促进新能源消纳,为区域综合能源系统低碳经济调度等研究提供参考。
