综合智慧能源

面向高比例光伏并网的火电爬坡压力缓解策略

张兴科, 魏朝阳, 王康平, 田浩, 缪鹏飞, 周霞, 魏聪

2022, 44(1): 1-8. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.001

摘要 ( 153 )

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研究高比例光伏并网条件下火电爬坡压力缓解策略对提高光伏消纳水平、保障火电机组稳定运行具有重要意义。首先对高比例光伏并网下电网的安全稳定问题进行分析,进一步构建了含光伏、火电、直流调制以及储能系统的“源-网-储”协调优化模型,充分利用储能系统的可时移特性和直流调制的快速响应性对并网光伏进行消纳。然后在改进的IEEE-24节点系统上对所提协调优化模型和策略进行仿真分析,结果验证了所提策略的优越性和有效性。最后得出所提策略在降低系统运行成本的同时,可有效缓解火电爬坡压力,提高系统光伏消纳能力,保障电网安全有效运行的结论。

考虑碳惩罚的电化学储能消纳风光与调峰研究

蓝静, 朱继忠, 李盛林, 史普鑫, 郭万舒, 史沛然, 江长明

2022, 44(1): 9-17. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.002

摘要 ( 166 )

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为实现“双碳”目标,以新能源为主的电力系统需合理消纳新能源并保证用户用电负荷稳定可控。为考察电化学储能消纳风光与调峰的能力,结合碳排放权交易提出了弃风弃光碳惩罚成本与峰谷差碳惩罚成本,并建立了各项成本最小的多目标协同优化模型。基于比利时电力运营商发布的数据,设置不同功率的电化学储能装置进行系统仿真,仿真结果表明,系统配置800 MW电化学储能装置后,系统弃风率下降4.35%,弃光率下降17.76%,峰谷差缩小至19.25%,能以最低成本4 361万元合理地消纳风光以减少碳排放。

考虑风-光-荷不确定性的数据驱动型机组组合模型

石立宝, 翟放

2022, 44(1): 18-25. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.003

摘要 ( 144 )

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传统的概率分布模型在不确定性建模方面主要依赖于模型的选择,但假定的单一模型往往无法准确刻画随机量的复杂变化规律。除此之外,参数概率模型对随机量之间时间、空间相关性的描述不够,而基于连接函数等相关性建模方法在描述多个随机量的相关性方面又过于复杂,给模型实际应用增加了难度。通过采用一种数据驱动的不确定性建模方法,提出了一种数据驱动下的两阶段机组组合模型,基于非参数狄利克雷过程高斯混合模型（DPGMM）和变分贝叶斯推断（VBI）方法来描述风电、光伏和负荷的不确定性,考虑了多风电场和各节点负荷间的相关性,并采用传统数学优化方法对所构建的机组组合模型进行求解。最后,在IEEE-30节点算例系统上进行了仿真验证,结果表明,采用DPGMM模型能够较好地拟合随机量的概率分布并描述随机量之间的相关性。

风力发电与光热发电联合运行经济效益研究

潘丽, 杜尔顺, 王剑晓, 李庚银

2022, 44(1): 26-30. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.004

摘要 ( 190 )

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风力发电和光热发电在多数工业化国家中应用广泛,但风力发电存在不稳定和波动等问题。光热发电的热储存能力可以有效减少风力发电的不稳定性,因此建立了风力发电与光热发电联合运行的模型。其中联合运行策略用两阶段随机优化模型来表示,其目的是在考虑实时不平衡结算的情况下,将日前市场收入最大化。为了更加直观地展示该模型给电网带来的经济效益,分别建立了风力发电与光热发电独立运行和联合运行2种情况下的模型,并通过算例对两者的总收益进行对比。算例表明,风力发电与光热发电联合运行系统可以有效地缓解实时不平衡问题,并明显提高了收益。

考虑多重不确定性的多站融合容量优化配置方法

路晓敏, 张明, 邓星, 王立伟, 陶以彬, 胡安平

2022, 44(1): 31-38. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.005

摘要 ( 127 )

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多站融合中太阳能、风能等可再生能源以及负荷需求具有不确定性,使多站融合规划需要考虑更多不确定性因素。为有效提高多站融合建设的经济性,在保证系统供电可靠性和新能源消纳的同时,建立以平准化能源成本为优化目标的多站融合容量优化配置策略。在量子引力搜索算法的基础上引入莱维飞行以进一步提高搜索能力,在算法中利用蒙特卡洛模拟生成随机参数,从而求解包含多重不确定性的容量配置问题。以某地多站融合数据为例进行仿真分析,并与传统的粒子群算法以及未改进的量子引力搜索算法进行对比,算例结果表明所提方法提高了容量配置问题的求解精度和稳定性并能够有效降低多站融合的综合用电成本。

含水源热泵的区域综合能源系统低碳运行优化研究

徐恒志, 周博文, 李广地, 华光辉, 孔祥淼

2022, 44(1): 39-48. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.006

摘要 ( 155 )

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区域综合能源系统冬季供暖期通常受“以热定电”的运行模式制约,区域电网电能调峰能力低,可再生能源利用率低。提出在水源充沛地域引入水源热泵机组,实现热电解耦;同时,结合电制冷机、吸收制冷机、多元储能装置等能量转换设备,形成含水源热泵的区域综合能源系统。构建了各设备机组运行模型并耦合形成系统总体架构,为实现“双碳”目标,综合考虑系统运行经济成本与碳排放成本,建立了区域综合能源系统低碳运行优化模型并给出求解方法。对所提模型及方法进行仿真分析,探讨求解得到的最优运行策略对综合能源系统各方面运行成本的影响,验证了所提模型及运行策略的合理性及有效性。

边缘计算在综合能源系统运行控制中的应用

杨冬梅, 何国鑫, 朱金大, 王琦, 耿健, 王俊, 李宁

2022, 44(1): 49-55. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.007

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随着大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等新技术的发展,综合能源服务的内涵不断延伸。综合能源系统服务管理对象多、处理数据量大、隐私安全要求高,传统集中式的云计算架构难以满足应用要求,以分布式为特征的边缘计算技术为解决该问题提供了新的思路。从实际业务需求出发,分析了综合能源系统运行控制面临的困难与挑战,构建了基于物联网的综合能源系统分层协同控制架构,从感知层、网络层、平台层、应用层4个层面剖析了边缘计算技术的适用性与价值点,然后以工业园区为例,提出了基于多边协同的区域综合能源系统运行控制模型与求解方法,最后对边缘计算在综合能源服务中的应用前景进行了展望。

基于两级策略的双源分布式供能系统运行优化研究

姚哲豪, 郑莆燕, 袁言周

2022, 44(1): 56-62. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.008

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现有的分布式供能经济性优化策略并没有很好地协调经济收益和设备运行稳定性之间的关系,基于此问题提出了一种基于两级运行优化策略的新型分布式供能系统,结合用户侧历史运行数据,预测得到各时段的负荷平均值后先进行第1级总量优化,保证优化方案处于收益较高的水平,再将该平均值作为负荷变化基准值进行第2级微增优化,保证各个时段之间设备根据负荷变动所进行调整的过程相对稳定。运行日将系统优先布置成第1级的总量优化方案,在此基础上根据负荷基准值与逐时负荷的差值进行微增调度;同时,经济累加可得到典型日全天的系统总收益,应用Ebsilon工程软件进行系统的模拟仿真,将该两级优化策略与总量优化、微增优化策略的操作可行性和系统经济性进行比较研究,通过计算对比得出不同策略下各个时间段内分布式供能系统总收益及相应的设备调度最优方案。结果表明,该两级优化策略对系统经济性和运行稳定性提供有价值的参考。

多能互补能源系统中储能原理及其应用

蒋文坤, 韩颖慧, 薛智文, 朱勇奇, 徐艳梅

2022, 44(1): 63-71. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.009

摘要 ( 219 )

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在“双碳”目标下,综合开发利用新能源和可再生能源是当前世界能源向绿色、低碳可持续发展的重要途径。多能互补能源系统具有系统协同优化、稳定性强、节能效率高、功能灵活、环境友好等特点,是未来能源发展的主要模式之一。储能技术在多能互补能源系统中扮演着十分重要的角色。综述了多能互补能源系统中应用的各种储能技术原理,分析了不同储能技术在国内外多能互补能源系统中的应用,并对其优缺点进行探讨,旨在为储能技术在多能互补能源系统中更好地发挥作用提供相应参考。

综合能源服务项目新增热泵系统的案例分析

余莉, 徐静静, 马兰芳, 王佑天

2022, 44(1): 72-79. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.010

摘要 ( 146 )

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系统配置是综合能源服务项目节能经济性的核心因素,研究配置多能互补的能源供应体系是综合能源服务的重要任务。多能互补系统是传统分布式能源应用的拓展,是可包容多种能源资源输入,并具有多种产出功能和输运形式的“区域能源互联网”系统。多能互补的能源供应体系应根据用户的冷热电需求、负荷特性及各种能源价格,结合单个设备的效率制定出系统的运行策略,平衡经济性及环境效益后合理配置。结合北方某园区天然气分布式能源系统实例,通过收集、调研园区近3年的冷热电负荷数据,对供能系统的运行方式、综合能源利用效率及经济效益进行了深入分析,论证了在原系统中增加空气源热泵及烟气余热回收热泵的必要性和经济性,可为相关区域综合能源多能互补系统项目提供参考。

综合谐波算法的小电阻接地配电网高阻比率制动保护

倪江, 孙昕炜, 熊晓曼, 任昊, 杨宇玄

2022, 44(1): 80-86. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.01.011

摘要 ( 75 )

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中性点经小电阻接地的配电网发生高阻接地故障,因故障电流微弱,传统过流保护装置容易拒动,而已有的高阻接地故障检测算法因复杂的故障特征应用受到一定限制。分析高阻接地故障电流特征发现,线路零序电流存在谐波特性且与变压器中性点零序电流大小成正比的特征,据此提出综合零序电流谐波算法的比率制动保护。其原理是整定值根据中性点零序电流大小和线路零序电流三次谐波进行自适应调整; 进一步设定保护判据及整定值,建立高阻接地故障模型。在典型小电阻接地配电网中对各种算法进行仿真测试,并对各种算法进行对比,仿真结果验证综合谐波算法的高阻比率制动保护兼顾了可靠性和灵敏性。

2022年 第44卷 第1期 刊出日期：2022-01-25

2022年第44卷第1期刊出日期：2022-01-25