针对多目标工艺规划与车间调度集成问题(multi-objective integrated process planning and scheduling,MOIPPS),以最小化完工时间和生产能耗最低为优化目标,提出了一种考虑全局和局部最优的改进混合优化算法。通过分析集成系统工艺设...针对多目标工艺规划与车间调度集成问题(multi-objective integrated process planning and scheduling,MOIPPS),以最小化完工时间和生产能耗最低为优化目标,提出了一种考虑全局和局部最优的改进混合优化算法。通过分析集成系统工艺设计和生产调度两个问题的区别与联系,搭建了多目标问题模型和解决框架。针对两阶段集成问题提出混合优化算法,对工艺阶段采用全局搜索算法,为集成系统提供多种工艺加工方案,保证集成算法的全局搜索性能;针对调度阶段设计一种改进禁忌搜索算法,通过交叉与随机抽样扩大解的分布范围,使用邻域禁忌搜索使得算法快速收敛,并采用Pareto非支配排序获得全局最优解。实验对比分析,验证了所提算法在求解多目标工艺规划与车间调度集成问题的高效性和稳定性。展开更多
电转气(power to gas, P2G)技术可将电能转化为天然气,在实现综合能源系统低碳经济调度方面发挥着重要作用。为解决P2G过程中O_(2)未充分利用的问题并进一步降低碳排放,文中提出一种考虑P2G富氧改进和混合光能利用的低碳综合能源系统。...电转气(power to gas, P2G)技术可将电能转化为天然气,在实现综合能源系统低碳经济调度方面发挥着重要作用。为解决P2G过程中O_(2)未充分利用的问题并进一步降低碳排放,文中提出一种考虑P2G富氧改进和混合光能利用的低碳综合能源系统。首先,利用P2G生产的O_(2)与CO_(2)混合作为助燃气体,P2G利用碳捕集的CO_(2)制造天然气供给燃气机组使用;然后,因锅炉效率受O_(2)浓度影响,通过遗传算法和Gurobi求解器的联合算法得出耗氧设备各时段的最优供氧状态;最后,通过混合光能利用提升光能效率,以减少化石能源使用。将富氧燃烧和混合光能利用引入综合能源系统,构建考虑P2G富氧改进和混合光能利用的综合能源系统低碳经济运行模型,并设置场景进行对比验证。仿真结果显示,对比富氧改进前CO_(2)排放量降低75.83%,对比无混合光能场景光能总出力增加9.79%,表明所提模型可有效降低碳排放和运行成本。展开更多
配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是配电网故障、电能质量等不利因素对源网荷储产生影响的集散点,但存在不可控、无故障隔离与穿越能力等缺点,难以实现源网荷储的灵活调控与优化运行。近年来,国内外学者针对柔性可控的混合式配电...配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是配电网故障、电能质量等不利因素对源网荷储产生影响的集散点,但存在不可控、无故障隔离与穿越能力等缺点,难以实现源网荷储的灵活调控与优化运行。近年来,国内外学者针对柔性可控的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)技术开展了广泛研究,并提出一系列拓扑及控制方法,但未对相关研究工作进行系统地归纳整理与分析总结。为此,该文首先分析面向新能源配电网的HDT应用需求,回顾现有HDT发展历史,对HDT涉及的关键技术,尤其是工频变压器和变流器串并联集成的HDT拓扑结构、装置级和变流器级的控制保护协调技术、工频变压器与变流器集成化及关键部件设计、HDT技术标准化情况等进行梳理和总结。最后,对HDT发展存在的关键制约因素及未来发展方向进行讨论和展望,以期为面向新型配电网的智能配电变压器的发展与研究提供新思路。展开更多
随着能源互联网战略的深入实施,可再生能源与微电网的参与度不断攀升,系统中不确定性因素显著增加,各参与主体间的合作与竞争关系变得愈发错综复杂。从垂直和水平两个层面建立了电网、服务商及多微电网混合博弈双层电能交易体系。在垂...随着能源互联网战略的深入实施,可再生能源与微电网的参与度不断攀升,系统中不确定性因素显著增加,各参与主体间的合作与竞争关系变得愈发错综复杂。从垂直和水平两个层面建立了电网、服务商及多微电网混合博弈双层电能交易体系。在垂直层面提出主从博弈的思想,以服务商为主导者、微电网为从属者。构建不确定性问题分阶段优化的分段鲁棒优化模型,实现不确定性的差异化调度,提高鲁棒优化的灵活性。利用布尔-列和约束生成(Bool-Column and constraint generation,B-C&CG)算法求解模型,并把整个模型分为主问题和子问题:主问题优化电价不确定性问题,子问题优化源荷不确定问题。在水平层面搭建纳什谈判模型,通过交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法求解水平层面微电网之间的电能交互模型。利用分布式求解方法得出交易价格策略,再结合拉格朗日乘子法,交替优化各分部并更新乘子,得出各微电网之间的最佳交易电价。仿真结果表明,所提方案兼顾了系统的鲁棒性、经济性及灵活性,缩减了各微电网的成本并充分保护了各微网的隐私。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
文摘针对多目标工艺规划与车间调度集成问题(multi-objective integrated process planning and scheduling,MOIPPS),以最小化完工时间和生产能耗最低为优化目标,提出了一种考虑全局和局部最优的改进混合优化算法。通过分析集成系统工艺设计和生产调度两个问题的区别与联系,搭建了多目标问题模型和解决框架。针对两阶段集成问题提出混合优化算法,对工艺阶段采用全局搜索算法,为集成系统提供多种工艺加工方案,保证集成算法的全局搜索性能;针对调度阶段设计一种改进禁忌搜索算法,通过交叉与随机抽样扩大解的分布范围,使用邻域禁忌搜索使得算法快速收敛,并采用Pareto非支配排序获得全局最优解。实验对比分析,验证了所提算法在求解多目标工艺规划与车间调度集成问题的高效性和稳定性。
文摘电转气(power to gas, P2G)技术可将电能转化为天然气,在实现综合能源系统低碳经济调度方面发挥着重要作用。为解决P2G过程中O_(2)未充分利用的问题并进一步降低碳排放,文中提出一种考虑P2G富氧改进和混合光能利用的低碳综合能源系统。首先,利用P2G生产的O_(2)与CO_(2)混合作为助燃气体,P2G利用碳捕集的CO_(2)制造天然气供给燃气机组使用;然后,因锅炉效率受O_(2)浓度影响,通过遗传算法和Gurobi求解器的联合算法得出耗氧设备各时段的最优供氧状态;最后,通过混合光能利用提升光能效率,以减少化石能源使用。将富氧燃烧和混合光能利用引入综合能源系统,构建考虑P2G富氧改进和混合光能利用的综合能源系统低碳经济运行模型,并设置场景进行对比验证。仿真结果显示,对比富氧改进前CO_(2)排放量降低75.83%,对比无混合光能场景光能总出力增加9.79%,表明所提模型可有效降低碳排放和运行成本。
文摘配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是配电网故障、电能质量等不利因素对源网荷储产生影响的集散点,但存在不可控、无故障隔离与穿越能力等缺点,难以实现源网荷储的灵活调控与优化运行。近年来,国内外学者针对柔性可控的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)技术开展了广泛研究,并提出一系列拓扑及控制方法,但未对相关研究工作进行系统地归纳整理与分析总结。为此,该文首先分析面向新能源配电网的HDT应用需求,回顾现有HDT发展历史,对HDT涉及的关键技术,尤其是工频变压器和变流器串并联集成的HDT拓扑结构、装置级和变流器级的控制保护协调技术、工频变压器与变流器集成化及关键部件设计、HDT技术标准化情况等进行梳理和总结。最后,对HDT发展存在的关键制约因素及未来发展方向进行讨论和展望,以期为面向新型配电网的智能配电变压器的发展与研究提供新思路。
文摘随着能源互联网战略的深入实施,可再生能源与微电网的参与度不断攀升,系统中不确定性因素显著增加,各参与主体间的合作与竞争关系变得愈发错综复杂。从垂直和水平两个层面建立了电网、服务商及多微电网混合博弈双层电能交易体系。在垂直层面提出主从博弈的思想,以服务商为主导者、微电网为从属者。构建不确定性问题分阶段优化的分段鲁棒优化模型,实现不确定性的差异化调度,提高鲁棒优化的灵活性。利用布尔-列和约束生成(Bool-Column and constraint generation,B-C&CG)算法求解模型,并把整个模型分为主问题和子问题:主问题优化电价不确定性问题,子问题优化源荷不确定问题。在水平层面搭建纳什谈判模型,通过交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法求解水平层面微电网之间的电能交互模型。利用分布式求解方法得出交易价格策略,再结合拉格朗日乘子法,交替优化各分部并更新乘子,得出各微电网之间的最佳交易电价。仿真结果表明,所提方案兼顾了系统的鲁棒性、经济性及灵活性,缩减了各微电网的成本并充分保护了各微网的隐私。
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。
