微型冷热电联供系统的优化运行

研究了以燃气内燃机和吸附制冷机为核心的微型冷热电联供系统.以满足冷、热、电负荷需求时能源运行成本最低为优化目标,建立了联供系统经济最优化模型.并以应用场合负荷需求作为计算基础,得出具体的联供系统最优化运行策略.研究结果表明:联供系统具有良好的热经济性;联供系统最优化运行模式与能源价格有关,在天然气价格不变时,电价越高,联供系统运行经济性越好.     

分布式能源系统最佳策略下碳税与气价敏感性分析

针对目前冷热电(CCHP)三联供分布式系统应用的不完善性,提出了一套包含CCHP、电热泵、蓄能系统的分布式能源系统,以及能够模拟分布式系统负荷和系统效率与负荷率、冷却水温的三维关联模型.考虑系统碳排放并引进碳税和电力回购(电力反向卖回电网),提出综合考虑环境性和经济性的碳税附加到电价的折算系数,构建了以日运行费用为目标的分布式系统分析模型.基于对几种不同运行模式的经济性分析,得出碳税完全附加到电价时分布式系统经济性优势更明显的结论;以热定电模式为经济性最优的运行模式.最后将分布式系统与传统燃煤电厂做对比,并对碳税和气价做敏感性分析,可知碳税、气价对分布式系统和燃煤电厂系统的经济性是相互影响的,当气价为3.15元/m3、碳税大于0.75元/kg时,或碳税为0.30元/kg、气价小于2.00元/m3时,分布式系统经济性更优.     

数据中心综合能源系统配置与运行的集成优化

采用清洁高效、环保节能的综合能源系统替代传统供能系统,是实现数据中心绿色可持续发展的有效措施。综合能源系统的设计与运行优化通常被分割成两个阶段进行考虑,而并未实现系统的最优规划。本文基于数据中心全年能耗特点,设计了一种以天然气、太阳能及地热能为能源,集成有机朗肯循环发电系统、吸收式制冷机组、换热器等余热利用设备的综合能源系统。以投资成本、运行成本、碳税成本及太阳能丢弃惩罚成本等在内的综合成本为优化目标,建立了综合能源系统混合整数线性规划模型,对各设备容量以及调度策略进行了集成优化。以某小型数据中心为例进行了案例研究,结果显示：与传统供能方式相比,所构建的综合能源系统费用年值节约率为35.72%,二氧化碳减排率为55.11%,一次能源节约率为39.86%。     

基于改进动态惯性权重粒子群算法的冷热电联供型微网运行优化

通过多种能源优势互补的冷热电联供型微网,能够促进可再生能源的使用,实现资源的阶梯利用。针对区域内由电、热、冷多种能源耦合形成的微网系统运行优化问题,基于不同季节典型日风光出力和负荷需求特性曲线,构建了含燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机等机组设备,采用改进的动态惯性权重粒子群算法(particle swarm algorithm, PSO)求解方法,综合考虑系统的燃料成本、环境治理成本、电网交互成本和运行维护成本进行优化求解。最后,通过算例分析验证本模型和方法的有效性。研究成果为冷热电联供型微网系统的规划设计提供参考和依据。     

含光热电站的热电联供型微网储热容量双层优化配置

含可再生能源的微网已成为能源领域重要的发展趋势，在此背景下，针对热电联产微网中储能优化配置的不足，构建了含有光热电站的热电联供型微网储热容量双层优化配置模型。上层模型以极小化光热电站日投资成本和热电联产微网日运行成本为优化目标，下层以极小化热电联产微网日运行成本为优化目标。利用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件将双层模型转化为单层模型。算例证明了基于光热电站的储热系统提升了微网的经济性以及微网消纳可再生能源的能力，并分析了光热电站的储热容量和储热成本对热电联产微网投资成本和运行成本的影响，同时验证了所提双层规划模型的有效性。     

SICGE模型的扩展及其与IESOM模型的连接

为了提高能源和气候变化领域的政策研究能力,建立了一种能源-经济-环境综合评价模型(3E模型)。通过修改生产函数,增加碳排放核算模块和碳税模块,改进了国家信息中心一般均衡模型(SICGE),用来描述宏观经济系统。采用清华大学能源系统优化模型(IESOM)来描述能源系统。通过能源服务需求、技术参数、投资成本等变量,建立了SICGE和IESOM模型的双向闭合连接。运行结果表明:SICGE和IESOM模型的迭代收敛,能够改善2种模型结果的一致性。     

楼宇冷热电联供系统成本分摊方法研究

多产品系统的成本分摊问题，是运用热经济学方法分析能量系统的关键环节之一。这里分析了现有的热电联供系统成本分摊的主要方法，指出了各种方法的实质，提出一种成本分摊的新方法——“价格系数法”。分别运用3种方法分摊了楼宇冷热电联供(BCHP)系统热电之间的成本，并进一步计算制冷部分的成本。实际BCHP系统的分析表明，“价格系数法”将联供带来的好处合理分配给冷电热三部分，有效解决了三联供系统的成本分摊问题。     

计及碳交易的某天然气处理厂含光伏光热的综合能源系统优化运行

随着“双碳”目标的提出,以光伏光热等为主的综合能源系统快速发展,为提高用能单位的经济效益和系统低碳性,考虑碳排放约束条件下多种能源发电的厂区供用能系统优化运行问题亟待研究。首先,在经济调度模型中,引入碳交易机制,构建阶梯型碳交易成本模型,对厂区的碳排放进行约束。然后,建立以系统运行成本和碳交易成本之和最小为目标的规划模型,利用马尔科夫决策过程对基于成本最小的经济调度进行建模,并采用近端策略优化算法进行求解,利用经济节约指数和二氧化碳减排指数,对拟题方案进行经济性和碳减排分析。结果表明：(1)训练后的模型在无需重新计算的情况下能够处理四个随机变量变动所代表的各种运营场景;(2)光伏光热子系统与热电联产系统具有削峰填谷效应,能提高系统稳定运行能力;(3)所设计计及碳交易下联产系统有利于优化厂区能源结构,促进清洁能源消纳。     

生物质气化的冷热电联供系统分析

以生物质气化为前提条件,结合某用能建筑的冷热电负荷,以内燃机和排烟再燃型溴化锂吸收式冷温水机组组成的冷热电联供系统为分析对象,对用能建筑的联供系统进行了能量分析,得出了一次能源利用率、一次能源节约率、效率和经济成本.生物质气化冷热电联供系统可实现生物质能源的梯级利用,为生物质能源的综合利用提供了一定的参考.     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

基于线性规划的综合能源系统运行优化

以浙江电网企业转型现代综合能源服务企业的具体战略与发展规划为研究背景,以综合能源系统运行优化为目标,提出一种综合能源系统标准化矩阵建模方法;从系统工程的视角出发,以能源转换设备之间的能量流作为状态变量来处理引入调度因子所导致的非线性问题,并通过图论将能源转换设备的拓扑和特性转换为矩阵形式,构建综合能源系统线性规划模型;以最小化运行维护成本为规划目标函数,以拓扑连接变量为决策变量,开展区域综合能源系统的最优运行规划研究,对某一区域典型冷、热、电三联供系统进行应用分析。结果表明:所提出的综合能源系统标准化建模方法简单高效,能根据不同综合能源服务应用场景,通过缩放矩阵,快速建立相应的线性规划模型,在确保计算准确性的同时克服了以往非线性规划模型计算耗时长的缺点。     

微型燃气轮机热电联供系统的热经济学最优化分析

以最小燃料费率和非能量费率为目标函数，以系统的热力学模型和经济学模型为约束条件，对3种微型燃气轮机热电联供系统进行了热经济学最优化分析．计算得到的优化参数，可为能量系统的优化设计和运行提供决策参考依据．     

含混合储能的冷热电联供系统运行策略及容量配置

冷热电联供系统是分布式能源未来主要发展方向和形式。建立了含混合储能的冷热电联供系统多目标优化模型,考虑设备初始投资成本和维护成本,分析在"以电定热"和"以热定电"不同运行策略下混合储能初始容量及总容量配置对系统能源性、经济性、环境性评估指标的影响,得出储能容量最优配置及系统运行策略,并与不含储能系统对比验证。通过算例验证表明,合理的储能容量配置及运行策略选择有助于提高系统能源利用率,减少二氧化碳排放和运行成本,为冷热电联供系统规划运行提供一定的理论和技术参考。     

基于多目标算法的冷热电联供型综合能源系统运行优化

为了解决现有冷热电联供型综合能源系统大多只单一考虑系统机组投资成本或系统环境污染,影响系统整体优化运行的问题,以系统经济性和环保性为目标,对冷热电联供系统进行研究分析。构建含燃气轮机、燃气锅炉、电制冷机等机组的冷热电联供系统优化模型并建立约束条件;改进粒子群算法,面向多约束目标进行模型求解优化,提高求解的收敛精度、收敛速度和稳定性;最后利用算例进行结果分析。结果表明改进后的粒子群算法能够同时兼顾系统的经济性和环保性,使系统运行更加优化,为之后的能源供给系统的规划提供前期依据。     

基于改进鲸鱼优化算法的微网系统能量优化管理

针对包含多种可再生能源的冷热电联供型微网系统的能量优化问题,为了优化其运行过程的经济效益和环境效益,本文提出一种基于改进鲸鱼优化算法的多时间尺度下能量优化方法,首先根据长短期记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)预测得到的可再生能源出力和负荷需求预先制定调度规划,然后以此预测数据为基础,采用改进鲸鱼优化算法调整可控设备出力,优化微网系统的运行成本和固定成本。将该方法应用于某楼宇冷热电联供型微网,结果表明,在满足负荷需求的基础上使得经济成本平均降低4.03%且经济效益更优。     

基于运行特性和生命周期理论的综合能源系统优化方法

综合能源系统是实现节能减排的有效途径之一,经济性和低碳性对于综合能源系统(integratedenergysystem,IES)的运行调度同等重要,设备运行特性对IES运行调度具有重要的影响.本文基于设备运行特性与生命周期理论,构建考虑设备运行特性的输入能源(柴油、天然气、系统内新能源机组、大电网输入电能)生命周期碳排放数据库.基于碳排放数据库,考虑碳交易机制,建立IES经济低碳模型.该模型在考虑设备运行约束与系统能量转换特点基础上,以系统总成本最小为优化目标对系统运行进行优化,该优化目标中包含了运行成本与碳交易成本.通过算例分析与低碳模型、经济模型相比较,发现IES经济低碳模型能兼顾系统经济性和低碳性,能在以较低经济成本运行的同时,产生较少的碳排放.基于IES经济低碳模型,通过不同场景的对比分析,分析不同碳交易价格下的IES运行特性,得出碳交易价格变化与IES经济低碳运行的相关性,为碳交易价格的制定提供一定建议.考虑微型燃气轮机与柴油发电机运行特性,分析两类设备不同最大运行效率变化下IES经济低碳运行特点,从设备层面与系统层面基于运行效率变化对IES经济低碳运行特点进行分析,得出了最...     

考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法

为进一步挖掘能源互联网多能源互补的潜力,提高能源系统的运行收益,降低运行成本,提出了一种考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法。考虑多能源系统的约束条件,依据最小化住宅能量枢纽运行总成本构建住宅能量枢纽模型,以最大化工业能量枢纽运行总收益为目标构建工业能量的枢纽模型。根据上述两层模型的约束条件得到荷源协调优化运行中存在的问题,采用多目标加权寻优算法,设计多目标混合整数线性规划模型,实现荷源协调优化。仿真实验结果表明:所设计的考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法可促进可再生能源的消纳,降低多能源枢纽的运行成本,有效减少开销,提高能源系统的运行收益,为多能源枢纽的经济运行及荷源协调优化提供了新的技术途径。     

基于差分进化算法的分布式能源系统 多目标优化

为了避免传统分布式冷热电三联供系统设计中偏离实际工况、负荷率偏低、效率低下等问题,本文以某商务区为对象,将分布式能源系统设备容量的最优化问题转化为以年总成本和年排放量综合最低的多目标数学模型,在对比多种常见智能算法后,选择具有强大全局巡优能力的差分进化算法进行求解,获得优化配置方案。分布式能源系统设备类型较多,且影响因素繁杂,各种设备的容量配置是整个系统运行效益好坏的关键。计算结果表明,与冷热电分供能系统进行对比,通过差分进化算法进行最优化配置后的分布式能源系统具有显著的优越性和可行性,系统结构设计、能源价格,均会对系统最优化结果产生影响。     

对火电行业征收碳税的利润最大化模型

煤炭是中国最重要的能源,而电煤是我国煤炭消耗中的主要组成部分,排放大量的温室气体;在低碳经济模式下,征收碳税将成为实现低碳的一种重要手段.本文通过构建火电行业的利润最大化模型,采用比较静态分析方法分析了碳税对我国火电行业产业的影响.结果表明:1)碳税税率A的增加,火电行业的生产成本(碳税)将增大,为了获得最大化利益,火电企业将采取措施降低碳排放量,减少支出;2)降低碳排放系数α,增加发电机组、人力、物流运输等投入,更新机组,采用低碳能源发电,减少碳税成本.     

楼宇智能化系统现状与发展

在高端商业建筑和工业建筑的运营中,建筑运营管理成本和生产办公场所安全性越来越受到重视。楼宇智能化系统为现代工商业建筑的运营管理和安保提供了高效快捷的管理平台,不仅大大降低管理人力资源成本,而且实现了建筑节能优化运行,还提供了安全高效的信息化生产工作环境。本文通过对楼宇智能化集成系统的具体功能分析,展示了楼宇智能化系统在现代建筑中的重要作用。