目前中国仍有部分工业园区采用供电、供热、供气等各种能源供应系统单独规划和运行的方式,导致大量工业余热被浪费,系统能效低、碳排放高。为了充分利用工业余热并提高系统运行能效,提出一种含高温蒸汽热泵(high temperature heat pump,...目前中国仍有部分工业园区采用供电、供热、供气等各种能源供应系统单独规划和运行的方式,导致大量工业余热被浪费,系统能效低、碳排放高。为了充分利用工业余热并提高系统运行能效,提出一种含高温蒸汽热泵(high temperature heat pump,HTHP)的工业园区综合能源系统(integrated energy system,IES)双层优化模型。首先,构建含HTHP的工业园区综合能源系统架构。其次,针对IES能效较低的问题,利用余热的梯级利用原则与多能协同原则,建立含HTHP的综合能源系统调度策略。再次,建立包含设备容量规划优化与运行优化的双层优化模型,并提出优化模型的求解方法。最后,通过西北地区一个化工园区的实例分析,验证了所提方法的有效性。展开更多
随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及度的不断提高,工业园区内的EV用户日益增多,其充放电行为给园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的规划运行带来极大挑战。文中提出考虑EV充放电意愿的PIES双层优化调度。首先,...随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及度的不断提高,工业园区内的EV用户日益增多,其充放电行为给园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的规划运行带来极大挑战。文中提出考虑EV充放电意愿的PIES双层优化调度。首先,基于动态实时电价、电池荷电量、电池损耗补偿、额外参与激励等因素建立充放电意愿模型,在此基础上得到改进的EV充放电模型;然后,以PIES总成本最小和EV充电费用最小为目标建立双层优化调度模型,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的约束条件,从而快速稳定地实现单层模型的求解;最后,进行仿真求解,设置3种不同场景,对比所提模型与一般充放电意愿模型,验证了文中所提引入EV充放电意愿模型的PIES双层优化调度的有效性和可行性。展开更多
提出了一种基于双层模型预测控制(model predictive control,MPC)的建筑与社区综合能源系统(integrated community energy system,ICES)主从博弈协调优化方法。首先,采用热阻-热容网络对建筑用户采暖负荷的热动态特性进行了建模。其次,...提出了一种基于双层模型预测控制(model predictive control,MPC)的建筑与社区综合能源系统(integrated community energy system,ICES)主从博弈协调优化方法。首先,采用热阻-热容网络对建筑用户采暖负荷的热动态特性进行了建模。其次,提出了基于双层MPC的建筑与ICES协调优化模型,在兼顾ICES运营商和建筑用户的差异化利益诉求的基础上,进一步考虑了在协调优化过程中面临的风电和光伏出力、ICES运营商向上级能源系统购买能源的价格、室外温度和光照强度等预测数据的不确定性。最后,通过算例验证了所提方法可合理平衡ICES和建筑用户的差异化利益诉求并有效应对协调优化中所面临的不确定性。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
文摘目前中国仍有部分工业园区采用供电、供热、供气等各种能源供应系统单独规划和运行的方式,导致大量工业余热被浪费,系统能效低、碳排放高。为了充分利用工业余热并提高系统运行能效,提出一种含高温蒸汽热泵(high temperature heat pump,HTHP)的工业园区综合能源系统(integrated energy system,IES)双层优化模型。首先,构建含HTHP的工业园区综合能源系统架构。其次,针对IES能效较低的问题,利用余热的梯级利用原则与多能协同原则,建立含HTHP的综合能源系统调度策略。再次,建立包含设备容量规划优化与运行优化的双层优化模型,并提出优化模型的求解方法。最后,通过西北地区一个化工园区的实例分析,验证了所提方法的有效性。
文摘随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及度的不断提高,工业园区内的EV用户日益增多,其充放电行为给园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的规划运行带来极大挑战。文中提出考虑EV充放电意愿的PIES双层优化调度。首先,基于动态实时电价、电池荷电量、电池损耗补偿、额外参与激励等因素建立充放电意愿模型,在此基础上得到改进的EV充放电模型;然后,以PIES总成本最小和EV充电费用最小为目标建立双层优化调度模型,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的约束条件,从而快速稳定地实现单层模型的求解;最后,进行仿真求解,设置3种不同场景,对比所提模型与一般充放电意愿模型,验证了文中所提引入EV充放电意愿模型的PIES双层优化调度的有效性和可行性。
文摘提出了一种基于双层模型预测控制(model predictive control,MPC)的建筑与社区综合能源系统(integrated community energy system,ICES)主从博弈协调优化方法。首先,采用热阻-热容网络对建筑用户采暖负荷的热动态特性进行了建模。其次,提出了基于双层MPC的建筑与ICES协调优化模型,在兼顾ICES运营商和建筑用户的差异化利益诉求的基础上,进一步考虑了在协调优化过程中面临的风电和光伏出力、ICES运营商向上级能源系统购买能源的价格、室外温度和光照强度等预测数据的不确定性。最后,通过算例验证了所提方法可合理平衡ICES和建筑用户的差异化利益诉求并有效应对协调优化中所面临的不确定性。
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。
