为考核微型燃料电池热-电联供系统的热量利用程度,采集了一年中日本某家庭使用的1 k W质子交换膜燃料电池(PEMFC)的微型热-电联产系统各单元的数据,进行统计与分析,从热量利用的角度,计算各单元热量输入输出效率。结果表明,储热水箱散...为考核微型燃料电池热-电联供系统的热量利用程度,采集了一年中日本某家庭使用的1 k W质子交换膜燃料电池(PEMFC)的微型热-电联产系统各单元的数据,进行统计与分析,从热量利用的角度,计算各单元热量输入输出效率。结果表明,储热水箱散热与输运管道散热是系统热损失较多的薄弱环节。相关统计与分析,对改进类似热-电联产系统,进一步提高能源综合利用效率具有参考意义。展开更多
“双碳”背景下要求直流炉供热机组具备快速变负荷能力。对此,提出一种基于线性时变模型预测控制(linear time-varying model predictive control,LTV-MPC)的电热协调变负荷策略,可同时利用锅炉蓄热和热网蓄热以提高变负荷速率。首先,...“双碳”背景下要求直流炉供热机组具备快速变负荷能力。对此,提出一种基于线性时变模型预测控制(linear time-varying model predictive control,LTV-MPC)的电热协调变负荷策略,可同时利用锅炉蓄热和热网蓄热以提高变负荷速率。首先,对热负荷信号偏差进行积分从而建立等效热负荷模型,并将其作为预测模型的被控量之一;然后,以负荷快速跟踪、机组运行稳定以及供热及时补偿作为MPC滚动优化的目标,进而在线求解每个时刻的最优控制律并作用于机组,此外,显式处理了机组运行约束,确保供热抽汽流量变化不会影响低压缸运行稳定性;最后,基于某350 MW机组进行仿真验证,结果表明,该策略能够实现对5%Pe/min变负荷指令的精准跟踪,且相较于基于PID的电热协调变负荷策略,热负荷恢复时间缩短26%。仿真结果验证了所提策略在提升供热机组快速变负荷能力方面的优越性。展开更多
针对DRL算法在热电联产(combined heat and power,CHP)机组优化中缺乏安全性和稳定性保证的问题,提出了一种基于安全强化学习(SRL)的调度优化方法。在Dymola平台以CHP机组为热源建立了区域供热系统模型。设计了CHP机组经济调度的MDP模型...针对DRL算法在热电联产(combined heat and power,CHP)机组优化中缺乏安全性和稳定性保证的问题,提出了一种基于安全强化学习(SRL)的调度优化方法。在Dymola平台以CHP机组为热源建立了区域供热系统模型。设计了CHP机组经济调度的MDP模型,并通过控制障碍函数(control barrier functions,CBF)指导DRL安全探索。仿真结果表明:CBF-DRL方法在复杂且非线性的区域供热系统中,不仅能够提升DRL算法的收敛速度,还能够有效利用供热管道的热惯性提高CHP机组的经济效益,并在安全性方面表现出优势。展开更多
针对电动汽车入网造成系统峰谷差增大的问题,以包含电动汽车负荷的热电联产(combined heat and power,CHP)微网为研究对象,提出一种计及需求响应和电动汽车有序调度的优化模型。首先,以分时电价为决策变量,建立基于峰、平、谷分时电价...针对电动汽车入网造成系统峰谷差增大的问题,以包含电动汽车负荷的热电联产(combined heat and power,CHP)微网为研究对象,提出一种计及需求响应和电动汽车有序调度的优化模型。首先,以分时电价为决策变量,建立基于峰、平、谷分时电价的用户常规负荷需求响应模型。其次,结合分时电价和需求响应后的负荷曲线,引导电动汽车有序充放电参与微网调度。以微网运行成本最小为目标建立日前优化调度模型,采用粒子群优化算法对模型进行求解。最后,以某地区并网型CHP微网为算例,验证了所提模型的有效性和经济性。展开更多
热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉...热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉、碳捕集设备、燃气轮机、燃料电池、储能及电、热负荷的综合能源VPP,并在参与电-热-旋转备用-碳等多市场下,研究其低碳经济协同调度问题。首先,以各时刻VPP在多市场下整体净收益最大为目标,建立其CHP-VPP两阶段鲁棒优化调度模型;然后,考虑新能源出力、市场价格及负荷的不确定性,利用蒙特卡洛法进行场景削减,从而降低系统风险,增强其鲁棒性;最后,采用列与约束生成算法对模型进行求解,得到最恶劣场景下系统运行的经济性最优调度方案。仿真结果表明:所提综合能源VPP结构合理,可通过动态调整碳捕集设备及储能电池,达到平抑新能源出力波动的效果,从而实现碳排放的大幅降低;所提调度策略可有效保证源-荷-储多侧电、热资源的协同优化运行,提高VPP的灵活性、经济性和低碳性。展开更多
斜温层蓄热罐可以提高热电联产(combined heat and power,CHP)机组在供热期间的调峰能力,因此逐渐向大型化发展,但设计参数对蓄热罐的性能影响较大,且采用目前的性能评估方法效率较低。为此,建立大型蓄热罐的物理模型及数学模型,研究蓄...斜温层蓄热罐可以提高热电联产(combined heat and power,CHP)机组在供热期间的调峰能力,因此逐渐向大型化发展,但设计参数对蓄热罐的性能影响较大,且采用目前的性能评估方法效率较低。为此,建立大型蓄热罐的物理模型及数学模型,研究蓄热过程中斜温层的形成及变化过程,提出斜温层等效容积的概念,同时分析结构参数及运行参数对斜温层等效容积的影响。结果表明:形成稳定斜温层后,随着蓄热量的增加,斜温层厚度变化不大,采用斜温层等效容积可以更高效的评估蓄热罐的性能。比较不同工况下蓄热罐等效容积的相对变化量可知,不同影响因素对斜温层等效容积的影响从高到低排序依次为布水器布置、蓄热流量、高径比和冷热水温差。研究成果为大型蓄热罐的性能评估提供了一种新参考。展开更多
文摘为考核微型燃料电池热-电联供系统的热量利用程度,采集了一年中日本某家庭使用的1 k W质子交换膜燃料电池(PEMFC)的微型热-电联产系统各单元的数据,进行统计与分析,从热量利用的角度,计算各单元热量输入输出效率。结果表明,储热水箱散热与输运管道散热是系统热损失较多的薄弱环节。相关统计与分析,对改进类似热-电联产系统,进一步提高能源综合利用效率具有参考意义。
文摘针对电动汽车入网造成系统峰谷差增大的问题,以包含电动汽车负荷的热电联产(combined heat and power,CHP)微网为研究对象,提出一种计及需求响应和电动汽车有序调度的优化模型。首先,以分时电价为决策变量,建立基于峰、平、谷分时电价的用户常规负荷需求响应模型。其次,结合分时电价和需求响应后的负荷曲线,引导电动汽车有序充放电参与微网调度。以微网运行成本最小为目标建立日前优化调度模型,采用粒子群优化算法对模型进行求解。最后,以某地区并网型CHP微网为算例,验证了所提模型的有效性和经济性。
文摘热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉、碳捕集设备、燃气轮机、燃料电池、储能及电、热负荷的综合能源VPP,并在参与电-热-旋转备用-碳等多市场下,研究其低碳经济协同调度问题。首先,以各时刻VPP在多市场下整体净收益最大为目标,建立其CHP-VPP两阶段鲁棒优化调度模型;然后,考虑新能源出力、市场价格及负荷的不确定性,利用蒙特卡洛法进行场景削减,从而降低系统风险,增强其鲁棒性;最后,采用列与约束生成算法对模型进行求解,得到最恶劣场景下系统运行的经济性最优调度方案。仿真结果表明:所提综合能源VPP结构合理,可通过动态调整碳捕集设备及储能电池,达到平抑新能源出力波动的效果,从而实现碳排放的大幅降低;所提调度策略可有效保证源-荷-储多侧电、热资源的协同优化运行,提高VPP的灵活性、经济性和低碳性。
文摘斜温层蓄热罐可以提高热电联产(combined heat and power,CHP)机组在供热期间的调峰能力,因此逐渐向大型化发展,但设计参数对蓄热罐的性能影响较大,且采用目前的性能评估方法效率较低。为此,建立大型蓄热罐的物理模型及数学模型,研究蓄热过程中斜温层的形成及变化过程,提出斜温层等效容积的概念,同时分析结构参数及运行参数对斜温层等效容积的影响。结果表明:形成稳定斜温层后,随着蓄热量的增加,斜温层厚度变化不大,采用斜温层等效容积可以更高效的评估蓄热罐的性能。比较不同工况下蓄热罐等效容积的相对变化量可知,不同影响因素对斜温层等效容积的影响从高到低排序依次为布水器布置、蓄热流量、高径比和冷热水温差。研究成果为大型蓄热罐的性能评估提供了一种新参考。
