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含先进绝热压缩空气储能电站的电力系统实时调度模型

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电工技术学报 2019年第2期34卷 387-397页

作者：李姚旺苗世洪尹斌鑫罗星王吉红华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室武汉430074 华威大学工程学院

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)具有规模大、成本低、无需燃料、效率高等优点,是压缩空气储能(CAES)技术领域的主流发展趋势之一。本文将AA-CAES电站作为重要的调度资源,与常规机组、风电共同参与电力系统实时调度。首先,基于AA-CAES电... 详细信息

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)具有规模大、成本低、无需燃料、效率高等优点,是压缩空气储能(CAES)技术领域的主流发展趋势之一。本文将AA-CAES电站作为重要的调度资源,与常规机组、风电共同参与电力系统实时调度。首先,基于AA-CAES电站的热力学特性,建立能够反映AA-CAES电站变工况条件下运行特性的储能电站运行约束模型。然后,考虑AACAES电站在自动发电控制(AGC)阶段的功率调节不确定性,建立AA-CAES电站AGC约束模型。在此基础上,提出含AA-CAES电站的电力系统实时调度模型,该模型考虑了系统AGC容量需求约束、AGC调节速率需求约束和AGC调节任务量需求约束。最后,基于修改版IEEE30节点系统进行算例仿真,仿真结果证明了调度模型的有效性。

关键词：先进绝热压缩空气储能实时调度自动发电控制模糊机会约束规划

考虑变寿命特性的先进绝热压缩空气储能电站容量规划模型

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电工技术学报 2020年第3期35卷 612-622页

作者：尹斌鑫苗世洪李姚旺罗星王吉红华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室武汉430074 华威大学工程学院考文垂 CV48UW

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统具有容量大、成本低、无需燃料等突出优点,具有广阔的发展应用前景。AA-CAES电站的寿命随使用方式不同而变化,而AA-CAES电站的寿命是影响其优化规划结果的重要因素,因此,研究AA-CAES电站变寿命特性具... 详细信息

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统具有容量大、成本低、无需燃料等突出优点,具有广阔的发展应用前景。AA-CAES电站的寿命随使用方式不同而变化,而AA-CAES电站的寿命是影响其优化规划结果的重要因素,因此,研究AA-CAES电站变寿命特性具有重要意义。该文考虑AA-CAES电站的变寿命特性,建立面向电力系统运行与大规模风电消纳的AA-CAES电站双层优化规划模型。该模型在规划层面,考虑了运行工况、备用期望发生次数对AA-CAES电站寿命的影响,并研究了其对日均投资成本的影响;在调度层面,综合考虑了AA-CAES电站的备用特性,以及在起停、功率调整和工况转换等复杂运行状态下的运行限制,研究了含AA-CAES电站的电网调度策略。最后,基于某地区的典型日数据进行仿真,验证了模型的有效性。

关键词：先进绝热压缩空气储能复杂运行工况变寿命特性双层优化模型

考虑先进绝热压缩空气储能电站备用特性的电力系统优化调度策略

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中国电机工程学报 2018年第18期38卷 5392-5404页

作者：李姚旺苗世洪尹斌鑫罗星王吉红华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室华威大学工程学院

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed airenergystorage,AA-CAES)技术被认为是目前最具发展潜力的大规模储能技术之一。该文详细分析AA-CAES电站在不同运行工况下的备用特性,建立考虑备用市场的含AA-CAES电站电力系统... 详细信息

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed airenergystorage,AA-CAES)技术被认为是目前最具发展潜力的大规模储能技术之一。该文详细分析AA-CAES电站在不同运行工况下的备用特性,建立考虑备用市场的含AA-CAES电站电力系统优化调度模型。该模型中除了计及能够反映AA-CAES电站实际热力学过程的储能电站运行约束外,还综合考虑AA-CAES电站的动态特性、出力限制、储气室气压限制和储热器储热量限制对AA-CAES电站备用容量调节范围的影响。针对AA-CAES电站备用容量调节范围不连续的特点,模型中引入常规机组备用容量购买下限约束,以实现系统备用容量连续可调。最后,基于IEEE30节点系统进行算例仿真,仿真结果验证了模型的有效性。

关键词：先进绝热压缩空气储能备用特性风电消纳优化调度

含压缩空气储能电力系统日前–日内协调调度策略

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中国电机工程学报 2018年第10期38卷 2849-2860+3136页

作者：李姚旺苗世洪罗星尹斌鑫王吉红强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 华威大学工程学院

压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)技术是实现风电规模化接入的关键技术之一,具有广阔的发展应用前景。该文将CAES电站作为消纳风电的重要手段,并与发电机组、需求响应资源共同参与电力系统优化调度。基于风电、负荷和... 详细信息

压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)技术是实现风电规模化接入的关键技术之一,具有广阔的发展应用前景。该文将CAES电站作为消纳风电的重要手段,并与发电机组、需求响应资源共同参与电力系统优化调度。基于风电、负荷和价格型需求响应在不同时间尺度下的预测误差特性,本着"瞻前顾后"的原则,建立了含CAES电力系统日前–日内协调调度模型。该模型既考虑了CAES系统中流量、功率、气压、温度间的交互影响机理,又考虑了反映CAES电站分钟级运行特性的旋转备用容量约束和日内调度约束,能够在制定CAES电站最优运行计划的同时,得到CAES电站的最优旋转备用容量承担方案。采用德国Huntorf CAES电站的运行参数,在PJM-5bus系统上进行算例仿真,仿真结果验证了调度策略的有效性。

关键词：压缩空气储能日前–日内协调调度风电消纳模糊机会约束规划旋转备用容量优化

集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略

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电力系统自动化 2023年第5期47卷 53-64页

作者：尹斌鑫苗世洪李姚旺张松岩赵海彭华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213

针对城镇配电网供电能力不足的问题,设计了一种集中-分布式混合压缩空气储能(CAES)电站的基本架构。该架构依托集中式先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)电站建立分布式液态空气储能电站,可更有效地利用AA-CAES电站大规模储气室的优势,延展A... 详细信息

针对城镇配电网供电能力不足的问题,设计了一种集中-分布式混合压缩空气储能(CAES)电站的基本架构。该架构依托集中式先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)电站建立分布式液态空气储能电站,可更有效地利用AA-CAES电站大规模储气室的优势,延展AA-CAES电站的功能。然后,建立了集中-分布式混合CAES电站的运行模型。该模型能准确描述混合CAES电站空气压缩、液化、贮存、运输、汽化、膨胀发电等过程中的能量流通、转化、存储和释放机理。基于混合CAES电站的运行模型,结合全寿命周期成本理论,建立了混合CAES电站的优化规划与运行模型。上述模型还包含扩建输电线路、增建燃气轮机、安装电池储能等备选方案的相关约束,以便对比安装混合CAES电站和其他方案的经济效益。最后,通过算例仿真验证了优化规划与运行模型的有效性。

关键词：压缩空气储能混合储能优化规划运行

先进绝热压缩空气储能在综合能源系统中的经济性分析方法

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电工技术学报 2020年第19期35卷 4062-4075页

作者：尹斌鑫苗世洪李姚旺张松岩王吉红华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室武汉430074 华威大学工程学院考文垂CV48UW

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)是一种大容量储能技术,其成本低、无需燃料,且具有冷-热-电联储联供的能力,在综合能源系统(IES)中能发挥出其独特优势,有助于进一步提升IES的能量利用率。根据IES的运行情况,对AA-CAES电站进行经济性分析... 详细信息

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)是一种大容量储能技术,其成本低、无需燃料,且具有冷-热-电联储联供的能力,在综合能源系统(IES)中能发挥出其独特优势,有助于进一步提升IES的能量利用率。根据IES的运行情况,对AA-CAES电站进行经济性分析,能切实反映AA-CAES电站应用于IES后所带来的经济效益,对AA-CAES技术的推广和应用具有重要意义。考虑AA-CAES电站、电转气装置、蓄电池电站等辅助设备参与IES运行的情况,建立了其全寿命周期经济评估模型。为了反映IES的运行情况与成本,该文考虑其主要设备的协调互动,建立了大规模IES的优化调度模型。基于上述模型,得到了含AA-CAES电站、蓄电池或电转气装置等不同辅助设备时IES的优化运行结果。最后结合各辅助设备的全寿命周期成本与IES运行成本,对比分析了AA-CAES电站与其他辅助设备在IES中的经济性表现。

关键词：先进绝热压缩空气储能综合能源系统经济性分析电转气

面向多重不确定性环境的虚拟电厂日前优化调度策略

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电力自动化设备 2021年第12期41卷 143-150页

作者：林毓军苗世洪杨炜晨尹斌鑫涂青宇叶畅华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077

对虚拟电厂中多类型不确定性源的精确建模,有助于提升虚拟电厂调度策略的有效性。在详细分析不确定性源的不确定性特性的基础上,采用场景规划法和自适应鲁棒优化法对电价、风电出力和需求响应的不确定性进行建模。结合工程博弈思想,将... 详细信息

对虚拟电厂中多类型不确定性源的精确建模,有助于提升虚拟电厂调度策略的有效性。在详细分析不确定性源的不确定性特性的基础上,采用场景规划法和自适应鲁棒优化法对电价、风电出力和需求响应的不确定性进行建模。结合工程博弈思想,将不确定性源理性化为博弈主体,构建不确定性源和虚拟电厂运营商二者零和博弈模型,并采用粒子群优化算法求得博弈的均衡解。基于某地区的实际数据进行算例仿真分析,结果表明所提模型能够有效提升虚拟电厂调度结果的经济性与安全性。

关键词：虚拟电厂多重不确定性自适应鲁棒-随机优化工程博弈日前调度

基于改进协同演化算法的综合能源系统经济性与可靠性优化规划

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电力自动化设备 2021年第9期41卷 173-181页

作者：林毓军苗世洪尹斌鑫赵海彭姚福星杨志豪华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

随着多能流耦合程度的加深以及能源利用需求的多样化,综合能源系统(IES)对规划方案的经济性与可靠性提出了更高的要求。然而,经济性与可靠性之间存在相互制约的复杂关系,导致二者难以实现协调优化。为此,提出了一种基于改进协同演化... 详细信息

随着多能流耦合程度的加深以及能源利用需求的多样化,综合能源系统(IES)对规划方案的经济性与可靠性提出了更高的要求。然而,经济性与可靠性之间存在相互制约的复杂关系,导致二者难以实现协调优化。为此,提出了一种基于改进协同演化算法的 IES经济性与可靠性优化规划方法。在多场景经济性评估模型和基于马尔科夫链蒙特卡洛法的供能可靠性评估模型的基础上构建 IES多目标优化规划模型;基于正交试验法计算决策变量对系统经济性与可靠性的影响因子,并建立经济性和可靠性演化子种群,进而提出一种基于改进协同演化算法的模型优化方法;结合某地区的实际数据开展算例仿真分析,仿真结果表明所提模型可以协调提升 IES规划方案的经济性与可靠性。

关键词：综合能源系统经济性评估模型可靠性评估模型多目标优化正交试验法改进协同演化算法

计及源荷多重不确定性的综合能源系统鲁棒经济调度方法

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电力系统保护与控制 2021年第20期49卷 43-52页

作者：马国真林毓军张泽亚尹斌鑫庞凝苗世洪国网河北省电力有限公司经济技术研究院河北石家庄050000 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

可再生能源出力、购能价格和综合需求响应量等多重不确定性因素给综合能源系统(Integrated Energy System,IES)安全经济运行带来了严峻的挑战。对不确定性因素的精细化建模,可以提高综合能源系统调度策略的有效性和优越性。首先在分析... 详细信息

可再生能源出力、购能价格和综合需求响应量等多重不确定性因素给综合能源系统(Integrated Energy System,IES)安全经济运行带来了严峻的挑战。对不确定性因素的精细化建模,可以提高综合能源系统调度策略的有效性和优越性。首先在分析多重不确定性特性的基础上,分别采用随机场景法和鲁棒优化法对购能价格、风光出力和综合需求响应等多重不确定性进行建模。此外,由于先进绝热压缩空气储能(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES)具有冷-热-电联储联供的优点,可以增强系统运行灵活性,因此,选择AA-CAES作为IES的储能系统。然后,构建含AA-CAES的IES鲁棒-随机优化模型,并采用蝙蝠算法对模型进行求解。最后,基于某地区的数据开展仿真分析。结果表明,所提方法能够减少系统运行成本,实现经济性与鲁棒性的协调优化。

关键词：综合能源系统综合需求响应多重不确定性鲁棒-随机优化