深度挖掘柔性资源的响应潜力,可以提升园区综合能源系统(Park Integrated Energy System,PIES)运行的经济性、灵活性与低碳性。为此,文章提出一种考虑供需灵活响应的PIES优化调度策略。首先,在分析设备动态能效特性的基础上,引入有机闪...深度挖掘柔性资源的响应潜力,可以提升园区综合能源系统(Park Integrated Energy System,PIES)运行的经济性、灵活性与低碳性。为此,文章提出一种考虑供需灵活响应的PIES优化调度策略。首先,在分析设备动态能效特性的基础上,引入有机闪蒸循环和电热锅炉建立热电联产(Combined Heat and Power,CHP)机组多模态且变工况运行的供给侧灵活响应模型;然后,基于多级阶梯激励补偿机制,在负荷侧建立削减、替代与转移柔性负荷差异化配比的电-冷-热多元需求响应模型;最后,以日运行成本最小为优化目标,构建PIES供需灵活响应的协调优化模型。仿真分析表明,文章所提策略不仅可以提高调度模型的准确度,还可以在促进风电消纳的同时,实现系统经济性、低碳性,供能可靠性、满意度的多维度优化平衡。展开更多
为构建综合能源系统安全域(integrated energy system security region,IESSR),该文提出一种基于多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)的IESSR边界(IESR boundary,IESSRB)近似方法,借助该方法可得IESSRB的多项式逼近表达式...为构建综合能源系统安全域(integrated energy system security region,IESSR),该文提出一种基于多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)的IESSR边界(IESR boundary,IESSRB)近似方法,借助该方法可得IESSRB的多项式逼近表达式。首先,根据IESSRB的边界拓扑特性,构建系统的IESSR边界点搜索优化模型;然后,根据PCE,对IESSR边界点搜索优化模型进行参数化处理,构建IESSRB搜索的参数化优化模型;进一步地,根据IESSRB搜索的参数化优化模型的KKT条件,将IESSRB的参数化优化模型转化为高维参数化非线性方程组;在此基础上,借助广义Galerkin投影构建关于近似IESSRB的多项式逼近系数的Galerkin投影方程组,通过求解该方程组可得IESSRB的多项式逼近系数,从而获得IESSRB的多项式逼近表达式;为进一步降低Galerkin投影方程组求解复杂度,提出多项式分段近似IESSRB方法,在提高IESSRB近似精度的同时,提升了IESSRB近似的计算效率;最后,通过IES E39-G20测试系统和IES E118-G96测试系统对所提方法进行分析、验证。结果表明,所提方法可实现IESSR的准确、有效构建。展开更多
当综合能源系统(integrated energy system,IES)的电、气、热系统分属不同的运营主体时,IES内部异质能之间的协调调度会导致各主体利益的严重冲突,不利于维系IES多能系统联合运行机制的稳定性,因此,需要解决IES内部多能系统协同运营定...当综合能源系统(integrated energy system,IES)的电、气、热系统分属不同的运营主体时,IES内部异质能之间的协调调度会导致各主体利益的严重冲突,不利于维系IES多能系统联合运行机制的稳定性,因此,需要解决IES内部多能系统协同运营定价机制、该机制下的IES内部多能系统协同优化调度,以及IES与配电网(active distribution network,ADN)联合运行优化调度等关键问题,以促进IES中高比例新能源的就地消纳,实现多主体利益共赢。为此,文中提出了IES内部多余电能有偿交易模式,即电力系统将剩余电能转化为气、热能,电力运营商据此制定售能价格,引导气、热公司优先购买,通过气、热时空迁移调节调度,促进新能源就地消纳。对此,文中构建了IES双层优化调度模型:外层,为ADN和IES之间的主从博弈模型,优化电网电价和IES电能交易量;内层,为电力运营商与气、热公司之间的主从博弈模型,优化电力运营商报价和气、热公司购能策略。采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法和CPLEX求解器相结合求解,内、外双层模型交替迭代优化,获得ADN最优购售电价策略及电、气、热各主体最优能量调度策略,并通过多场景算例,对比验证了文中方法的有效性。展开更多
为解决综合能源系统(integrated energy system,IES)盈余风电转化效率低、碳排放量大和存在源荷不确定性等问题,提出了一种基于信息间隙决策理论(info-gap decision theory,IGDT)的含氢能多元应用和碳捕集IES优化调度模型。首先,将电转...为解决综合能源系统(integrated energy system,IES)盈余风电转化效率低、碳排放量大和存在源荷不确定性等问题,提出了一种基于信息间隙决策理论(info-gap decision theory,IGDT)的含氢能多元应用和碳捕集IES优化调度模型。首先,将电转气细分为电解池、甲烷反应器两部分,并增设了氢燃料电池、掺氢热电联产和掺氢燃气锅炉等氢能应用,以充分发挥氢能的应用优势;其次,引入了储液式碳捕集,与氢能应用协同运行,同时以低碳经济为目标建立了系统优化调度模型;在此基础上,采用IGDT对源荷不确定性进行处理,根据风险态度制定了风险规避与机会寻求2种调度策略。结果表明:与不含氢能多元应用和碳捕集的IES模型相比,所提出的模型运行总成本下降了16.9%,碳排放量降低了29.4%,盈余风电转化效率提升了32.1百分点;风险规避策略可提高系统应对不确定性波动的能力,但成本会有一定程度的升高,而机会寻求策略则能充分利用有利不确定性来获得潜在效益,但需承担一定风险。展开更多
为充分挖掘源-荷侧可调度资源,优化综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济性能和低碳效益,提出一种考虑源-荷协调响应的综合能源系统优化调度策略。在能源供给侧,利用余热设备和电-氢耦合系统,构建电、热能灵活转换与输出...为充分挖掘源-荷侧可调度资源,优化综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济性能和低碳效益,提出一种考虑源-荷协调响应的综合能源系统优化调度策略。在能源供给侧,利用余热设备和电-氢耦合系统,构建电、热能灵活转换与输出的源侧响应模型;在负荷需求侧,综合考虑多元负荷的中断、时移等响应特性,并结合电动汽车充电站的运行约束,构建负荷侧响应模型;为评估综合能源系统负荷需求的综合满意程度,提出了一种负荷满意度综合评价指标,通过商业求解器对综合能源系统优化模型进行仿真求解。仿真结果表明,所提策略在保障用能质量的同时有效降低了系统运行成本。展开更多
在“双碳”目标驱动下,综合能源系统(integrated energy system,IES)参与电-碳市场协同优化面临自愿减排激励不足与跨主体利益分配失衡的双重挑战,亟须构建兼顾经济性、低碳性与公平性的市场交易机制。提出一种综合能源系统自愿碳减排的...在“双碳”目标驱动下,综合能源系统(integrated energy system,IES)参与电-碳市场协同优化面临自愿减排激励不足与跨主体利益分配失衡的双重挑战,亟须构建兼顾经济性、低碳性与公平性的市场交易机制。提出一种综合能源系统自愿碳减排的电-碳市场投标竞价与利益分配机制。基于核密度估计与Wasserstein距离生成风光不确定性场景,考虑风电及光伏出力预测误差对电-碳市场投标的影响,建立了三阶段电-碳市场投标竞价与利益分配方法。第一阶段为日前电-碳预投标阶段,基于风光出力的预测值进行预投标,获得预期投标量与预计碳排放。第二阶段为日内调度阶段,考虑IES间的合作博弈与能源共享,确定模糊集内最坏情况分布中最小化调度成本。第三阶段为利益分配阶段,采用Myerson值与Shapley值分配方法分配收益,同时考虑碳转移、碳抵消、碳补偿等多种碳减排机制,激励IES减少系统碳排放,减少投标成本。最后以某工业园区为例,验证了自愿碳减排的电-碳市场投标竞价与利益分配方法的有效性。展开更多
针对可再生能源和负荷的不确定性制约综合能源系统(integrated energy systems,IES)实现零碳目标的问题,提出了一种考虑不确定性的IES零碳容量规划和多时间尺度优化方法。以新疆某含电、热、冷负荷需求的IES为例,首先,利用多元联合分布...针对可再生能源和负荷的不确定性制约综合能源系统(integrated energy systems,IES)实现零碳目标的问题,提出了一种考虑不确定性的IES零碳容量规划和多时间尺度优化方法。以新疆某含电、热、冷负荷需求的IES为例,首先,利用多元联合分布并结合蒙特卡洛方法模拟可再生能源和负荷的不确定性及相关性。然后,提出利用氢储能电解水过程产生的碱性溶液吸收二氧化碳的IES全生命周期零碳容量规划方法。最后,构建了IES规划周期内的零碳排放调度框架,以协调IES在长时间规划周期和短时间调度周期的零碳优化。并基于该框架设计随机-滚动两阶段优化调度模型,以应对可再生能源和负荷的不确定性,最小化IES综合运行成本。仿真分析结果验证了所提方法在促进可再生能源消纳、减少一次能源消耗、实现零碳排放和经济运行方面的有效性。展开更多
文摘深度挖掘柔性资源的响应潜力,可以提升园区综合能源系统(Park Integrated Energy System,PIES)运行的经济性、灵活性与低碳性。为此,文章提出一种考虑供需灵活响应的PIES优化调度策略。首先,在分析设备动态能效特性的基础上,引入有机闪蒸循环和电热锅炉建立热电联产(Combined Heat and Power,CHP)机组多模态且变工况运行的供给侧灵活响应模型;然后,基于多级阶梯激励补偿机制,在负荷侧建立削减、替代与转移柔性负荷差异化配比的电-冷-热多元需求响应模型;最后,以日运行成本最小为优化目标,构建PIES供需灵活响应的协调优化模型。仿真分析表明,文章所提策略不仅可以提高调度模型的准确度,还可以在促进风电消纳的同时,实现系统经济性、低碳性,供能可靠性、满意度的多维度优化平衡。
文摘为构建综合能源系统安全域(integrated energy system security region,IESSR),该文提出一种基于多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)的IESSR边界(IESR boundary,IESSRB)近似方法,借助该方法可得IESSRB的多项式逼近表达式。首先,根据IESSRB的边界拓扑特性,构建系统的IESSR边界点搜索优化模型;然后,根据PCE,对IESSR边界点搜索优化模型进行参数化处理,构建IESSRB搜索的参数化优化模型;进一步地,根据IESSRB搜索的参数化优化模型的KKT条件,将IESSRB的参数化优化模型转化为高维参数化非线性方程组;在此基础上,借助广义Galerkin投影构建关于近似IESSRB的多项式逼近系数的Galerkin投影方程组,通过求解该方程组可得IESSRB的多项式逼近系数,从而获得IESSRB的多项式逼近表达式;为进一步降低Galerkin投影方程组求解复杂度,提出多项式分段近似IESSRB方法,在提高IESSRB近似精度的同时,提升了IESSRB近似的计算效率;最后,通过IES E39-G20测试系统和IES E118-G96测试系统对所提方法进行分析、验证。结果表明,所提方法可实现IESSR的准确、有效构建。
文摘当综合能源系统(integrated energy system,IES)的电、气、热系统分属不同的运营主体时,IES内部异质能之间的协调调度会导致各主体利益的严重冲突,不利于维系IES多能系统联合运行机制的稳定性,因此,需要解决IES内部多能系统协同运营定价机制、该机制下的IES内部多能系统协同优化调度,以及IES与配电网(active distribution network,ADN)联合运行优化调度等关键问题,以促进IES中高比例新能源的就地消纳,实现多主体利益共赢。为此,文中提出了IES内部多余电能有偿交易模式,即电力系统将剩余电能转化为气、热能,电力运营商据此制定售能价格,引导气、热公司优先购买,通过气、热时空迁移调节调度,促进新能源就地消纳。对此,文中构建了IES双层优化调度模型:外层,为ADN和IES之间的主从博弈模型,优化电网电价和IES电能交易量;内层,为电力运营商与气、热公司之间的主从博弈模型,优化电力运营商报价和气、热公司购能策略。采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法和CPLEX求解器相结合求解,内、外双层模型交替迭代优化,获得ADN最优购售电价策略及电、气、热各主体最优能量调度策略,并通过多场景算例,对比验证了文中方法的有效性。
文摘为解决综合能源系统(integrated energy system,IES)盈余风电转化效率低、碳排放量大和存在源荷不确定性等问题,提出了一种基于信息间隙决策理论(info-gap decision theory,IGDT)的含氢能多元应用和碳捕集IES优化调度模型。首先,将电转气细分为电解池、甲烷反应器两部分,并增设了氢燃料电池、掺氢热电联产和掺氢燃气锅炉等氢能应用,以充分发挥氢能的应用优势;其次,引入了储液式碳捕集,与氢能应用协同运行,同时以低碳经济为目标建立了系统优化调度模型;在此基础上,采用IGDT对源荷不确定性进行处理,根据风险态度制定了风险规避与机会寻求2种调度策略。结果表明:与不含氢能多元应用和碳捕集的IES模型相比,所提出的模型运行总成本下降了16.9%,碳排放量降低了29.4%,盈余风电转化效率提升了32.1百分点;风险规避策略可提高系统应对不确定性波动的能力,但成本会有一定程度的升高,而机会寻求策略则能充分利用有利不确定性来获得潜在效益,但需承担一定风险。
文摘为充分挖掘源-荷侧可调度资源,优化综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济性能和低碳效益,提出一种考虑源-荷协调响应的综合能源系统优化调度策略。在能源供给侧,利用余热设备和电-氢耦合系统,构建电、热能灵活转换与输出的源侧响应模型;在负荷需求侧,综合考虑多元负荷的中断、时移等响应特性,并结合电动汽车充电站的运行约束,构建负荷侧响应模型;为评估综合能源系统负荷需求的综合满意程度,提出了一种负荷满意度综合评价指标,通过商业求解器对综合能源系统优化模型进行仿真求解。仿真结果表明,所提策略在保障用能质量的同时有效降低了系统运行成本。
文摘在“双碳”目标驱动下,综合能源系统(integrated energy system,IES)参与电-碳市场协同优化面临自愿减排激励不足与跨主体利益分配失衡的双重挑战,亟须构建兼顾经济性、低碳性与公平性的市场交易机制。提出一种综合能源系统自愿碳减排的电-碳市场投标竞价与利益分配机制。基于核密度估计与Wasserstein距离生成风光不确定性场景,考虑风电及光伏出力预测误差对电-碳市场投标的影响,建立了三阶段电-碳市场投标竞价与利益分配方法。第一阶段为日前电-碳预投标阶段,基于风光出力的预测值进行预投标,获得预期投标量与预计碳排放。第二阶段为日内调度阶段,考虑IES间的合作博弈与能源共享,确定模糊集内最坏情况分布中最小化调度成本。第三阶段为利益分配阶段,采用Myerson值与Shapley值分配方法分配收益,同时考虑碳转移、碳抵消、碳补偿等多种碳减排机制,激励IES减少系统碳排放,减少投标成本。最后以某工业园区为例,验证了自愿碳减排的电-碳市场投标竞价与利益分配方法的有效性。
文摘针对可再生能源和负荷的不确定性制约综合能源系统(integrated energy systems,IES)实现零碳目标的问题,提出了一种考虑不确定性的IES零碳容量规划和多时间尺度优化方法。以新疆某含电、热、冷负荷需求的IES为例,首先,利用多元联合分布并结合蒙特卡洛方法模拟可再生能源和负荷的不确定性及相关性。然后,提出利用氢储能电解水过程产生的碱性溶液吸收二氧化碳的IES全生命周期零碳容量规划方法。最后,构建了IES规划周期内的零碳排放调度框架,以协调IES在长时间规划周期和短时间调度周期的零碳优化。并基于该框架设计随机-滚动两阶段优化调度模型,以应对可再生能源和负荷的不确定性,最小化IES综合运行成本。仿真分析结果验证了所提方法在促进可再生能源消纳、减少一次能源消耗、实现零碳排放和经济运行方面的有效性。
