基于灵活性和经济性的可再生能源电力系统扩展规划

风电、光伏等可再生能源的大规模并网为电力系统的规划与运行带来极大的不确定性.为了增强高比例可再生能源电网应对不确定事件的调节能力,保障系统的安全经济运行,需要提升电力系统的灵活性.首先,从线路传输能力和安全运行的角度定义电网灵活性指标.在此基础上,考虑系统经济运行策略,以灵活性、投资成本、运行成本和可再生能源弃用量最优为目标,提出一种基于灵活性和经济性的多目标输电网双层规划模型.采用NSGAII优化算法对该模型进行求解.最后,以改进的Garver-6和IEEE RTS-24节点可靠性测试系统为例,分析所提模型的有效性.结果表明,规划方案能够有效提升电网传输能力,降低可再生能源弃用率,增强电网运行的灵活性和经济性.     

不同运行策略下的分布式系统多目标分析

为寻求能源供给系统在经济-安全-环保-节能的协调,依托"互联网+"思维,构建了一套分布式冷电联供系统,主要包括动力子系统、地源热泵子系统、蓄能子系统。建立了在偏离设计工况时不同设备的性能模型,在此基础上,以运行费用、CO_2排放和一次能源消耗为目标函数,分析了电负荷跟踪运行策略、热负荷跟踪运行策略、混合跟踪运行策略和动力设备(PGU)最大效率跟踪运行策略下系统中各设备的运行时间、运行状态及系统总性能的变化。结果表明,与传统电网购电的分供系统相比,分布式系统的经济性、环境性较好,一次能源消耗较低。热负荷跟踪策略的经济性和环境友好性最优,运行费用和CO_2排放分别降低了32.7%和45.3%;最大效率跟踪策略经济性最差,但由于PGU机组连续运行,其一次能源消耗降低最多,为86.7%。不同运行策略结果可为分布式系统的运行提供一定的理论参考。     

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。     

新能源发电接入下储能系统双层优化模型

针对风力发电、光伏发电等可再生分布式电源接入电网带来的网损增加、电能质量降低等问题,提出了一种风光接入下储能系统的双层优化模型.综合考虑储能规划和运行两个方面的耦合效应,上层模型考虑储能规划,以储能配置的位置和容量为决策变量,以储能系统规划成本为目标函数,下层考虑储能系统运行时电网的经济性和稳定性,以储能系统每一时刻（时间刻度为1 h）的出力为决策变量,以电网脆弱性、有功网损、购电成本为目标函数.采用改进鲸鱼算法与YALMIP+CPLEX联合方法在MATLAB中进行求解,选取改进后的IEEE33节点系统进行仿真验证,结果验证了所提模型的合理性,对比不同的场景与结果得到储能的最优配置方案与运行策略.     

孤岛型混合可再生能源发电系统的优化设计

为有效提高孤岛型混合可再生能源分布式发电系统的可靠性和经济性等综合效益,提出了一种基于风-光-沼混合可再生能源的孤岛型分布式发电系统的优化设计方案.文中分析了各种可再生能源的特性、分布式发电系统的主要综合效益指标以及系统运行条件,并设计了相应的混合发电系统结构,建立了电源功率模型、3种优化目标模型和系统全局优化模型,提出了系统协调控制策略.仿真结果表明,文中方案是有效的,且在满足动态负载需求上具有较优的系统综合效益.     

分布式供能及其系统集成

分布式供能系统直接面向用户,满足用户冷、热、电等多种能源需求,具有高效、环保、可靠、经济等特点。分布式供能系统与电网等集中式供能系统的互补是未来可持续能源利用技术的发展方向。分布式供能系统的关键技术包括微型、小型动力技术,中低温余热转换和利用技术,以及系统集成技术,是实现系统大幅度节能最有效的手段。本文提出了分布式供能系统集成应当遵循能的综合梯级利用,能源、资源和环境的综合互补,以及全工况系统集成等原则。     

欧委会投入12亿欧元加速可再生能源技术的推广应用

<正>2012年年底,欧委会在严格筛选的基础上,决定投入12亿欧元,启动23项创新型可再生能源技术的预商业化中试示范项目。项目涵盖广泛的可再生能源技术领域,包括生物质能源(主要为第二代生物燃料)、集中式太阳能发电(CSP)、地热能发电(GTP)、风力发电、海洋能发电和分布式可再生能源电网管理(智能电网)。投入的资金主要来自欧洲碳排放交易系统(ETS)向新     

风电与热网联合供能仿真研究

本文研究了孤岛运行状态下风电机组为用户稳定供热供电。电网与热网通过电加热器耦合起来,电网通过蓄电池组平抑高频功率波动;热网通过储热罐来平抑风速变化引起的低频波动,实现可再生能源的稳定供能。采用MATLAB/Simulink在上位机中搭建电网与热网耦合系统的仿真模型,包括电加热器、供热管网、热负荷等热网元件模型,仿真结果表明,可以实现稳定供能。     

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.     

采用矩阵建模方式的冷热电联供系统运行优化

设计一种含风力发电的冷热电联供(CCHP-Wind)系统,建立该系统优化运行模型.设定矩阵建模的优化运行方式,并以综合指标作为衡量标准,与传统的运行方式进行比较.建立系统的优化运行数学模型,采用序列二次规划算法和遗传算法对系统运行优化模型进行求解,确立系统的最优运行方式.以武汉某宾馆作为研究对象,根据4个季节不同的冷热电需求和风力资源,对CCHP-Wind系统的优化运行进行实证分析.结果表明:所设定的矩阵建模优化运行方式与传统的运行方式相比,不仅能够合理分配系统的能量流动,满足系统的各项需求,而且能够有效避免能源浪费.     

基于可再生能源的分布式多目标供能系统(一)

通过对基于化石能源和基于可再生能源的几种主要分布式发电技术及系统，包括往复式发动机，微型燃气轮机，燃料电池，太阳能光伏发电，太阳能高温集热发电，风力发电，多联产及蓄能等相关技术的现状分析，指出了建立和发展基于可再生能源的分布式多目标供能系统所面临的主要问题与挑战。     

微电网动态重构策略的研究与实现

微电网是分布式可再生能源利用的高级应用形式.为应对可再生能源的随机性、间歇性以及环境的不确定性,寻求有效的微网动态重构策略,对于保障微电网的高效稳定运行具有重要意义.针对微电网的能量管理问题,文中提出了一种基于多智能体系统(Multi-agent System,MAS)的微电网动态重构策略.首先,在分析微电网重构激发条件和重构基本特征的基础上,以经济性最优为目标,建立了微电网动态重构数学模型;然后,基于各分布式电源的自身效益最大化,采用MAS和引入势博弈算法作为核心优化算法,搭建了微电网能量管理系统,通过各智能体的交互协作实现微电网的动态重构,势博弈良好的分布式特性使得微电网拓扑结构与优化算法相互支撑、实现了完全分布式;最后,通过孤岛微电网算例进行了仿真验证,仿真结果表明微电网在保障个体具有充分的自主性和独立决策能力的基础上能够有效进行动态重构,验证了所提方法的有效性.     

欧委会投入12亿欧元加速可再生能源技术的推广应用

<正>近期,欧委会在严格筛选的基础上,决定投入12亿欧元,启动23项创新型可再生能源技术的预商业化中试示范项目。项目涵盖广泛的可再生能源技术领域,包括:生物质能源(主要为第二代生物燃料)、集中式太阳能发电(CSP)、地热能发电(GTP)、风力发电、海洋能发电和分布式可再生能源电网管理(智能电网)。投入的资金主要来自欧洲碳排放交易系统(ETS)向新进入者销售的2亿碳排放交易权(NER)。欧委会负责气变行动的委员赫泽高女士在项目启动仪式上     

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.     

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 algor...     

含电转气技术的电气耦合系统优化运行

在低碳经济背景下,风电、光伏的快速发展促进了电力工业低碳化的发展进程,但弃风、弃光问题愈发严重。电转气(P2G)技术的出现为解决可再生能源消纳问题提供了新思路。考虑减少碳排放和消纳弃风,提出一种含P2G与燃气轮机双向耦合的电-气-电能源循环的电气耦合系统低碳经济优化运行模型。模型以经济成本和碳交易成本之和最小为优化目标,并考虑了弃风惩罚成本以及P2G实现能源转换过程中的经济效益和环境效益,协调经济性与低碳性的同时实现了多目标问题的单目标化。通过对包含电转气和不含电转气两种场景下的系统进行算例分析,验证了优化模型的有效性和优越性。     

空间梯度分布式能源集成利用原理及其关键技术研究

针对分布式可再生能源利用效率低和能量输出随机性的问题,开展其集成利用原理及关键技术研究.基于可再生能源的空间梯度分布特征、工程利用因素与多能互补发电装备多样性,分析了太阳能、风能、波浪能及潮流能利用原理,提出了由能量获取、能量合成、电能转换以及储存方式组成的四阶段分布式可再生能源集成利用的新思路.研究表明:通过能量获取技术、能量合成技术、能量稳态控制技术与电能储存技术4个关键技术,可以实现多能互补集成利用系统的稳态高效电能输出.研究结果为分布式可再生能源集成利用新技术和新装置的开发提供了一定的参考.     

考虑经济性与碳排放的电-气综合能源系统多目标规划

为加速电-气系统快速、经济的低碳转型，构建了一种综合考虑经济性成本与碳排放量的电-气综合能源系统多目标随机优化规划模型.首先建立电-气网络与相关设备的数学模型，并运用场景法表征电、气负荷与光伏出力的不确定性.其次建立综合考虑系统经济性成本和碳排放量两个指标的混合整数二次约束规划(MIQCP)模型，对电网馈线、气网管道、变电站、配气站、燃气机组、电转气装置、光伏及储能装置进行统筹规划.最后，构建算例验证模型的可行性及有效性.结果表明：在不同的目标函数权重选择下，模型可以充分考虑电-气网络线路与多种综合能源设备间的耦合关系，获得整体最优的规划方案.     

基于混合储能的电网友好型分布式电源的控制策略研究

本文提出了一种由间歇式可再生能源发电系统、能量型和功率型混合储能系统组成的分布式电源的控制策略.该控制策略包括直流母线电压控制和交流换流器的电网自适应控制两部分.首先,本文提出了直流侧可再生能源发电及混合储能系统之间的协调控制策略,并利用直流母线电压分区控制和DC/DC变换器多运行模式归一化模型有效地实现了直流母线电压稳定及各种运行模式的平滑切换,优化了锂电池的充放电过程,提高了储能系统的技术和经济性能;其次,提出了基于电压源下垂控制的交流侧换流器的电网自适应控制策略,引入了虚拟阻抗和自同步控制,提高了分布式电源的电网适应性,最后,通过PSCAD/EMTDC的建模仿真,验证了本文控制策略的有效性.     

适应于可再生能源接入下配电网极限线损的计算方法

随着可再生能源的开发与利用大幅提升, 分布式的电源接入给中压配电网潮流分布带来了波动性和不确定性, 从而加大了线损计算的难度, 不利于电网经济性考核指标的制定. 因此, 极限线损的计算方法与模型越来越引起重视. 提出了一种基于半不变量的配电网极限线损计算模型, 以实现含可再生能源配电网极限线损的快速计算. 首先, 分别依据潮流计算与统计数据进行计算, 得到配电网各节点与电源的各阶半不变量; 然后, 用 Gram-Charlier (GC) 级数展开式计算得到各个状态变量的分布函数与概率密度函数; 最后, 根据置信区间确定配电网极限线损. 以 IEEE34 节点系统为算例, 分析了不同节点分布式电源接入对配电网的影响, 验证了应用半不变量法的线损计算模型的计算精度及其在大规模配电网应用中的计算速度优势.