近年来,综合能源系统作为一种以多种能源形态和设备相互交互的能源系统方案得到了广泛应用和研究.然而,在面对动态复杂的多能源系统时,传统的优化调度方法往往无法满足其实时性和精准度需求.因此,本文设计了一种软深度确定性策略梯度(So...近年来,综合能源系统作为一种以多种能源形态和设备相互交互的能源系统方案得到了广泛应用和研究.然而,在面对动态复杂的多能源系统时,传统的优化调度方法往往无法满足其实时性和精准度需求.因此,本文设计了一种软深度确定性策略梯度(Soft Deep Deterministic Policy Gradient,Soft-DDPG)算法驱动的综合能源系统优化调度方法,以最小化调度周期内系统总运行成本为目标,建立设备运行综合能效评估模型,再采用Soft-DDPG算法对每个能源设备的能效调度动作进行优化控制.Soft-DDPG算法将softmax算子引入到动作值函数的计算中,有效降低了Q值高估问题.与此同时,该算法在动作选择策略中加入了随机噪声,提高了算法的学习效率.实验结果显示,本文所提出的方法解决了综合能源系统能效调度实时性差、精准度低的瓶颈问题,实现了系统的高效灵活调度,降低了系统的总运行成本.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
“双碳”目标下,分布式能源高比例渗透与异质能源耦合加剧迫使综合能源系统(integrated energy system,IES)优化调度问题的求解难度提升,深度强化学习为解决上述问题提供了有效手段。然而,传统深度强化学习通常将安全约束以惩罚项形式...“双碳”目标下,分布式能源高比例渗透与异质能源耦合加剧迫使综合能源系统(integrated energy system,IES)优化调度问题的求解难度提升,深度强化学习为解决上述问题提供了有效手段。然而,传统深度强化学习通常将安全约束以惩罚项形式加权添加至奖励函数,加权系数一般由人工确定且在迭代过程中保持固定,一定程度上影响了算法的收敛性能与约束处理能力。对此,提出一种基于约束强化学习的IES优化调度方法。首先,构建了基于IES机组运行与系统潮流约束的安全价值网络,并通过拉格朗日乘子与经济价值网络动态并行协同,分别评估智能体决策的安全与经济价值。其次,利用原始对偶的思路,交替更新智能体策略与拉格朗日乘子,以规避人工设置惩罚系数引起的主观偏差对IES调度决策的影响。同时,利用专家知识引导智能体开展训练,防止其盲目寻优造成算力浪费。最后,基于电-热耦合系统开展仿真算例对比分析,验证了所提方法的安全性与高效性。展开更多
双碳背景下,为充分调动综合能源系统(integrated energy system,IES)需求侧响应的灵活性,并克服碳排放权交易价格的不确定性对调度计划的影响,提出一种考虑需求响应与碳价不确定性的综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。在第一阶段为...双碳背景下,为充分调动综合能源系统(integrated energy system,IES)需求侧响应的灵活性,并克服碳排放权交易价格的不确定性对调度计划的影响,提出一种考虑需求响应与碳价不确定性的综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。在第一阶段为缓解系统供能压力,建立需求响应模型以减少负荷峰谷差并提高供需侧的热电匹配度;第二阶段采用随机场景法对碳价不确定性进行建模,以系统总运行成本期望值最小为目标,构建了综合能源系统低碳经济调度模型。仿真算例表明,所提模型可以有效提高能源利用率,实现系统经济性与低碳性的统一。展开更多
“双碳”目标下,为进一步降低综合能源系统(integrated energy system,IES)碳排放,提升可再生能源消纳能力,提出一种IES低碳经济运行优化策略。首先引入阶梯型碳交易机制约束IES的碳排放;然后建立耦合电转气(power to gas,P2G)和碳捕集...“双碳”目标下,为进一步降低综合能源系统(integrated energy system,IES)碳排放,提升可再生能源消纳能力,提出一种IES低碳经济运行优化策略。首先引入阶梯型碳交易机制约束IES的碳排放;然后建立耦合电转气(power to gas,P2G)和碳捕集系统(carbon capture system,CCS)模型,并细化P2G两阶段运行;接着在传统热电联产机组(combined heat and power,CHP)中引入卡琳娜循环与电锅炉联合运行,构造热电灵活输出的CHP模型;最后以系统运维成本、碳交易成本、购能成本和弃风弃光成本之和最小为优化目标,构建IES低碳经济调度模型,并设置不同运行场景对比分析。结果表明:IES碳排放减少38.45%,运行总成本降低10.37%,验证了所建模型的低碳性和经济性。展开更多
文摘近年来,综合能源系统作为一种以多种能源形态和设备相互交互的能源系统方案得到了广泛应用和研究.然而,在面对动态复杂的多能源系统时,传统的优化调度方法往往无法满足其实时性和精准度需求.因此,本文设计了一种软深度确定性策略梯度(Soft Deep Deterministic Policy Gradient,Soft-DDPG)算法驱动的综合能源系统优化调度方法,以最小化调度周期内系统总运行成本为目标,建立设备运行综合能效评估模型,再采用Soft-DDPG算法对每个能源设备的能效调度动作进行优化控制.Soft-DDPG算法将softmax算子引入到动作值函数的计算中,有效降低了Q值高估问题.与此同时,该算法在动作选择策略中加入了随机噪声,提高了算法的学习效率.实验结果显示,本文所提出的方法解决了综合能源系统能效调度实时性差、精准度低的瓶颈问题,实现了系统的高效灵活调度,降低了系统的总运行成本.
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“双碳”目标下,分布式能源高比例渗透与异质能源耦合加剧迫使综合能源系统(integrated energy system,IES)优化调度问题的求解难度提升,深度强化学习为解决上述问题提供了有效手段。然而,传统深度强化学习通常将安全约束以惩罚项形式加权添加至奖励函数,加权系数一般由人工确定且在迭代过程中保持固定,一定程度上影响了算法的收敛性能与约束处理能力。对此,提出一种基于约束强化学习的IES优化调度方法。首先,构建了基于IES机组运行与系统潮流约束的安全价值网络,并通过拉格朗日乘子与经济价值网络动态并行协同,分别评估智能体决策的安全与经济价值。其次,利用原始对偶的思路,交替更新智能体策略与拉格朗日乘子,以规避人工设置惩罚系数引起的主观偏差对IES调度决策的影响。同时,利用专家知识引导智能体开展训练,防止其盲目寻优造成算力浪费。最后,基于电-热耦合系统开展仿真算例对比分析,验证了所提方法的安全性与高效性。
文摘双碳背景下,为充分调动综合能源系统(integrated energy system,IES)需求侧响应的灵活性,并克服碳排放权交易价格的不确定性对调度计划的影响,提出一种考虑需求响应与碳价不确定性的综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。在第一阶段为缓解系统供能压力,建立需求响应模型以减少负荷峰谷差并提高供需侧的热电匹配度;第二阶段采用随机场景法对碳价不确定性进行建模,以系统总运行成本期望值最小为目标,构建了综合能源系统低碳经济调度模型。仿真算例表明,所提模型可以有效提高能源利用率,实现系统经济性与低碳性的统一。
文摘“双碳”目标下,为进一步降低综合能源系统(integrated energy system,IES)碳排放,提升可再生能源消纳能力,提出一种IES低碳经济运行优化策略。首先引入阶梯型碳交易机制约束IES的碳排放;然后建立耦合电转气(power to gas,P2G)和碳捕集系统(carbon capture system,CCS)模型,并细化P2G两阶段运行;接着在传统热电联产机组(combined heat and power,CHP)中引入卡琳娜循环与电锅炉联合运行,构造热电灵活输出的CHP模型;最后以系统运维成本、碳交易成本、购能成本和弃风弃光成本之和最小为优化目标,构建IES低碳经济调度模型,并设置不同运行场景对比分析。结果表明:IES碳排放减少38.45%,运行总成本降低10.37%,验证了所建模型的低碳性和经济性。
