关键词： 可再生能源   储能   多能互补   灵活储氢   蓄电池   多阶段协同优化  

摘要： 提出一种包含灵活储氢和蓄电池联合储能的混合可再生能源系统,并提出一种考虑极端运行工况的规划运行多阶段协同优化方法,第1阶段以最小化净负荷为目标,优化混合系统中风电与光伏的容量;第2阶段在正常运行、极端全充电、极端全放电3种典型工况下对联合储能系统进行容量运行双层协同优化。上层规划模型以平准化储能度电成本最小为目标优化储能容量,下层调度模型以功率偏差最小为目标优化储能系统运行策略,并采用元启发式优化算法和混合整数线性规划进行求解。研究表明:1)考虑极端全充电和全放电运行工况时,储氢系统的容量配置灵活性可以使系统更经济地应对极端工况,体现了氢储能的优越性;2)基于联合储能的混合可再生能源系统比单一储能系统具有更高的经济效益,其平准化储能度电成本相较于氢储能降低了3.97%,相较于蓄电池储能降低了8.25%;3)相比于基于运行规则的容量优化方法,该文提出的规划运行多阶段协同优化方法使系统平准化储能度电成本降低了13.7%。

关键词： 综合能源系统   综合灵活运行方式   多时间尺度   综合需求响应   碳捕集电厂   联合运行   电转气   优化调度  

摘要： 对源侧进行低碳化改造、荷侧辅以综合需求响应策略有利于“双碳”目标的实现。为此,提出一种多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统低碳优化调度策略。源侧在碳捕集电厂中引入储液罐,形成碳捕集电厂的综合灵活运行方式,并构建计及碳捕集电厂和电转气设备的新型联合运行模型;在荷侧分析需求侧资源在不同时间尺度下的响应特性,建立不同时间尺度下的价格型、激励型需求响应模型,通过源荷协调配合提升系统的低碳性能;提出源荷互补的综合能源系统多时间尺度低碳调度策略,构建含综合需求响应的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型能够充分利用源荷资源参与调节,实现系统低碳、经济、稳定运行。

关键词： 综合灵活运行模型   氢能利用   综合需求响应   碳捕集电厂   联合运行  

摘要： 为提高综合能源系统的低碳特性和新能源消纳能力,提出一种考虑氢能利用与碳捕集电厂联合灵活运行的综合能源系统源荷低碳优化调度策略。首先,引入溶液存储器和烟气旁路系统,建立碳捕集电厂综合灵活运行模型,针对氢能转换特性建立氢能利用模型,并提出碳捕集电厂-氢能利用的联合灵活运行模型;其次,构建计及价格型、激励型的综合需求响应模型;最后,以最优经济和低碳为目标,构建了综合能源系统低碳经济调度模型。仿真结果表明,考虑碳捕集电厂-氢能利用联合运行模型能有效降低系统碳排放量,实现综合能源系统经济、环保运行。

关键词： 电氢热综合能源系统   柔性负荷   光热电站   余热利用   优化运行  

摘要： 为解决现有综合能源系统运行灵活性差及风、光消纳难的问题,同时充分利用氢能实现碳减排目标,本文提出一种考虑光热电站和柔性负荷的电氢热综合能源系统联合优化运行方法。首先,基于光热电站和含电转氢余热利用的氢能系统模型构建电氢热综合能源系统。其次,考虑需求侧电氢热柔性负荷的特征和调节价值,构建含可平移、可转移、可削减负荷的电氢热柔性负荷模型。然后,进一步构建考虑电氢热柔性负荷调节特性的电氢热综合能源系统联合优化运行模型。最后,通过算例仿真验证所提方法能够兼顾经济运行与低碳效果,不仅可以提高光热电站与氢能系统的联合运行能力,而且能够有效提升系统运行的经济性和低碳性,电、氢、热负荷峰谷差分别降低6.68%、11.95%、8.35%,系统运行总成本降低24.4%。

关键词： 火储联合调峰   火电灵活性改造   双层模型   谱归一化生成对抗网络  

摘要： 针对负荷需求增加和不确定新能源并网导致的调峰压力，提出一种储能与火电机组联合调峰的双层运行方法模型上层兼顾储能配置和火电机组灵活性改造，目标函数为系统的综合收益，同时为了调动储能参与调峰的积极性，提出了基于储能寿命模型的补偿策略。模型下层以典型日运行状况为决策变量，目标函数为兼顾新能源消纳的系统运行成本。进而采用谱归一化生成对抗网络和K-medoids算法生成典型场景来提高模型精度，并且通过时间相关性分析以及与历史数据的对比凸显了谱归一化生成对抗网络的优势。最后仿真算例表明所提方法可以有效兼顾系统的经济性与新能源消纳能力。

关键词： 灵活性资源   综合能源系统   优化配置   氢能   不确定性  

摘要： “双碳”战略下，可再生能源渗透比例不断提升，随之而来的灵活性资源缺乏问题也日趋严重。为构建安全、高效、低碳的清洁能源系统以应对这一挑战，提出了一种考虑多灵活性资源联合运行的综合能源系统优化配置方法。所述方法首先对电转气设备的两阶段运行进行了精细化建模，引入了掺氢燃气轮机和电转气设备协同运行，以充分利用H2的低碳特性，同时通过碳捕集设备向电转气设备提供碳原料，实现了CO2的循环利用，从而构建了以氢能为核心的灵活性资源联合运行框架；然后，针对可再生能源出力不确定性问题，通过Elbow法确定了最优聚类数目，并利用K-means聚类算法得到了风速的典型场景；在此基础之上，以投资成本、运维成本、置换成本、环境惩罚和弃风惩罚成本之和最小为目标，综合考虑设备约束、能量平衡约束及灵活性约束建立了优化配置模型；为解决模型的非线性问题，采用了大M法将其线性化处理并完成模型求解。最后，基于西南某地区实测数据进行了算例验证，结果表明：采用本文提出的方法，所示综合能源系统的总成本降低了10.22%、新能源渗透率提高了6.01%、环境惩罚成本降低了2.65%，所提方法有效提升了系统的经济性、新能源消纳量，显著降低了系统碳排放水平。

关键词： 海上风电   光伏   储能   多能源联合  

摘要： 光伏技术是一种将太阳能转化为电能的重要技术,具有低成本、高效率等优势,因此光伏发电在能源结构中的占比逐年增加。储能技术则能解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题,提升供电可靠性和稳定性。海上风电、光伏和储能的多能源联合发电系统能够充分利用各种能源的优势,实现高效互补。基于此,文章提出海上风电-光伏-储能的多能源联合发电系统,阐述该系统的运行控制方法。同时,设计了一套综合实验方案,模拟不同天气和风速下的系统运行情况,并评估系统性能。实验结果显示,储能系统能有效平衡出力和负荷需求,提升系统运行稳定性。

关键词： 条件风险价值   低碳运行   可再生能源   备用优化  

摘要： 在双碳目标下,风电渗透率增加给新型电力系统的安稳运行带来挑战,而条件风险价值法(Conditional Value-at-Risk,CVaR)可对风电的随机风险进行分类量化评估,以用于系统调度运行。根据CVaR提出了改进的多层级条件风险价值法(Multi-layer Conditional Value-at-Risk,MCVaR),并建立了基于MCVaR的高渗透可再生能源电力系统低碳运行联合优化模型。仿真算例结果表明,MCVaR相较于CVaR能够显著降低系统的弃风与切负荷量,同时系统的极端损失下降了49.45%。所提方法能够在满足系统可控风险约束的前提下,实现运行经济效益与低碳环保收益的综合最优化。

关键词： 综合能源系统   多能互补   热电联产   联合优化   潮流计算   牛顿-拉夫逊法   㶲流   㶲损   㶲平衡  

摘要： 为实现电力系统和热力系统的联合优化,提高能源的利用效率和经济效益,提出电力潮流和㶲流联合驱动的热电联产综合能源系统(CHP-IES)优化运行方法。利用极坐标形式下的牛顿-拉夫逊法进行潮流计算,经迭代后得到电力网络各节点电气量及功率、热力网络各节点温度及流量等重要参数;探究电力网络、热力网络、热电联产机组等耦合元件的㶲流计算机理,以4节点电-6节点热构成的CHP-IES为对象,分析㶲流分布和各个环节的㶲损情况,实现电力系统和热力系统的联合优化。算例证明系统满足局部和整体㶲平衡关系,其中热力系统㶲效率为97%左右。

关键词： 氢能多元利用   绿证交易机制   碳交易机制   综合能源系统   热回收利用  

摘要： 为充分利用综合能源系统的多能耦合特性和高比例新能源的特点,提出一种计及氢能精细化多元利用和绿证-碳联合交易的综合能源系统低碳经济优化调度策略。针对氢能的低碳清洁特性,建立含电解制氢、氢转电热、氢制甲烷以及热电掺氢的氢能多元利用模型,并考虑氢能利用过程中产生的余热,在氢能多元利用模型中引入热回收装置,提出氢能精细化多元利用结构;为提升新能源消纳能力以及降低系统碳排放量,分别建立碳交易机制和绿证交易机制,并针对两者之间的关联性提出绿证-碳联合交易机制;兼顾综合能源系统的经济性和环保性,建立以绿证交易成本、购能成本、碳交易成本、运行维护成本和弃风成本之和最低为目标的综合能源系统低碳经济调度模型。算例结果表明,所提模型能够提高新能源消纳能力,显著降低碳排放量,实现了能源的高效利用和综合能源系统的低碳经济运行。