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基于多变量相空间重构和径向基函数神经网络的综合能源系统电冷热超短期负荷预测

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电网技术 2024年第1期48卷 121-128页

作者：窦真兰张春雁许一洲高煜焜刘皓明国网上海综合能源服务有限公司上海市卢湾区200023 河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100

为解决能源危机问题,提高能源利用率,综合能源系统(integrated energy system,IES)成为发展创新型能源系统的重要方向。准确的多元负荷预测对IES的经济调度和优化运行有着重要的影响,而借助混沌理论能够进一步挖掘IES多元负荷潜在的耦... 详细信息

为解决能源危机问题,提高能源利用率,综合能源系统(integrated energy system,IES)成为发展创新型能源系统的重要方向。准确的多元负荷预测对IES的经济调度和优化运行有着重要的影响,而借助混沌理论能够进一步挖掘IES多元负荷潜在的耦合特性。提出了一种基于多变量相空间重构(multivariate phase space reconstruction,MPSR)和径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)相结合的IES超短期电冷热负荷预测模型。首先,分析了IES中能源子系统之间的耦合关系,运用Pearson相关性分析定量描述多元负荷和气象特征的相关性。然后,采用C-C法对时间序列进行MPSR以进一步挖掘电冷热负荷和气象特征在时间上的耦合特性。最后,利用RBFNN模型对电冷热负荷间耦合关系进行学习并预测。实验结果表明,所提方法有效挖掘并学习电冷热负荷在时间上的耦合特性,且在不同样本容量下具有良好且稳定的预测效果。

关键词：电冷热负荷预测综合能源系统多变量相空间重构径向基函数神经网络

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共享型虚拟电厂风险调度与电能共享机制

电力系统自动化 2024年第18期48卷 104-114页

作者：马雨彤张春雁窦真兰王玲玲蒋传文王素电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网上海市电力公司上海市200023

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵... 详细信息

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵活性而备受关注。为此,文中对基于虚拟电厂的电能共享交易机制进行了研究。首先,提出了共享型虚拟电厂概念,并建立其与新能源场站的电能共享框架;其次,考虑新能源出力不确定性,基于最小-最大后悔值法建立共享联盟风险调度模型;然后,基于一致性理论推导出共享电能价格机制;最后,基于改进的IEEE 33节点系统进行算例分析。结果表明,所提调度方法与交易机制能够提高用户侧资源利用效率、促进新能源消纳与电网区域供需平衡。

关键词：电能共享虚拟电厂最小-最大后悔值法一致性算法

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基于用户分类的综合能源系统低碳运行策略

上海交通大学学报 2024年第1期58卷 1-10页

作者：张春雁窦真兰白冰青王玲玲蒋传文熊展国网上海综合能源服务有限公司上海200023 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

综合能源系统(IES)是实现“双碳”目标的重要手段,然而系统内部不同类型用户用能行为各异,使得IES协调优化与低碳运行难度增加.为了充分发挥用户的主观能动性,基于用户行为分析对IES的用户行为进行建模,并通过卷积神经网络将用户分为激... 详细信息

综合能源系统(IES)是实现“双碳”目标的重要手段,然而系统内部不同类型用户用能行为各异,使得IES协调优化与低碳运行难度增加.为了充分发挥用户的主观能动性,基于用户行为分析对IES的用户行为进行建模,并通过卷积神经网络将用户分为激进型和保守型.构建IES运营商决策模型,确定电热能源的供应方式,针对不用类型用户设计相应的能源套餐.基于实际数据分析上述模型和方法的有效性,验证了用户分类在IES低碳运行中的价值.

关键词：用户分类用户行为综合能源系统低碳运行

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考虑动态能价的综合能源系统低碳经济优化

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：侯赟艺窦真兰张春雁李鹏王加浩华北电力大学电气与电子工程学院国网上海市电力公司

为促进新能源消纳和降低碳排放量，提出一种考虑动态能价的综合能源系统低碳经济优化策略。首先建立考虑碳排放和负荷需求响应因素的动态能价模型，同时提出一种新能源-碳捕集联合运行方式，引导新能源向碳捕集设备供电。其次，构建包... 详细信息

为促进新能源消纳和降低碳排放量，提出一种考虑动态能价的综合能源系统低碳经济优化策略。首先建立考虑碳排放和负荷需求响应因素的动态能价模型，同时提出一种新能源-碳捕集联合运行方式，引导新能源向碳捕集设备供电。其次，构建包含上层综合能源运营商与下层负荷聚集商、共享储能电站运营商的双层优化模型。最后，采用CPLEX对双层模型迭代求解，并根据联合最优判别方式选取系统联合最优解。算例分析验证了所提方案在提高系统低碳经济性方面的有效性。

关键词：综合能源系统动态能价多利益主体碳捕集低碳经济

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负荷聚合商参与需求侧资源聚合优化调控研究

中国电力 2024年

作者：傅成程张春雁刘键烨贾德香李丹王素国网能源研究院有限公司国网上海市电力公司

需求响应技术是目前实现新能源消纳及双碳战略的重要手段，但由于需求资源分散特性和和实际调度能力，独立需求侧主体缺乏有效参与调控途径。为此，本文综合考虑多运营主体共识、多类型需求响应和碳排放，提出一种负荷聚合商参与的需求... 详细信息

需求响应技术是目前实现新能源消纳及双碳战略的重要手段，但由于需求资源分散特性和和实际调度能力，独立需求侧主体缺乏有效参与调控途径。为此，本文综合考虑多运营主体共识、多类型需求响应和碳排放，提出一种负荷聚合商参与的需求侧资源聚合优化调控方法。首先，分析了需求侧资源的基本管理模式；其次，综合经济成本和碳排放目标，建立了考虑碳排放和多类型需求响应的需求侧资源聚合优化调控模型；最后，利用麻雀算法进行仿真求解，验证了优化调度模型的有效性。仿真结果表明，该模型可有效降低分散资源用能成本5.16%以上，明显改善需求侧资源主体的经济成本和碳排放量，提高需求侧资源管理水平，为低碳韧性电网的优化调控问题提供了一种有效手段。

关键词：需求侧资源运营主体共识碳排放负荷聚合商优化调控

计及动态碳排放因子的多H_(2)-IES双层优化运行方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 610-623,I0003-I0007页

作者：付文溪窦真兰张春雁王玲玲蒋传文熊展上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国网上海综合能源服务有限公司上海200023

在“双碳”目标背景下,能源系统的低碳转型是其未来的发展方向.近年来,高热值、低污染的氢能受到广泛重视.基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多含氢综合能源系统(H_(2)-IES)双层优化运行模型.在上层模型中,上级能源网基于... 详细信息

在“双碳”目标背景下,能源系统的低碳转型是其未来的发展方向.近年来,高热值、低污染的氢能受到广泛重视.基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多含氢综合能源系统(H_(2)-IES)双层优化运行模型.在上层模型中,上级能源网基于效益最优原则建立经济调度模型,确定各园区的能源价格与碳排放因子并下发给下层;在下层模型中,基于纳什谈判理论建立了多园区低碳合作运行模型,并采用自适应交替方向乘子法分布式求解,确定各园区的能源需求量并反馈给上层;所提模型在多次迭代互动中实现上下层协同优化.为了实现对多园区合作收益的合理分配,提出一种基于综合议价能力的收益分配方法.算例分析表明,该双层优化方法可实现上下层间的协同运行,同时兼顾多园区运行的低碳性与经济性,通过合理分配合作收益,保证园区参与合作的积极性.

关键词：含氢综合能源系统动态碳排放因子综合议价能力电氢交易自适应交替方向乘子法

多区域电-冷-热互联分布式能源站量质协同规划研究

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电网技术 2024年

作者：窦真兰张春雁张帅周天烁王丹陈洪银国网上海市电力公司智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学) 中国电力科学研究院有限公司

为探讨分布式能源站(distributed energy station， DES)，这一能源系统中的重要能源转换环节，研究其站内规划与多站之间的多能互补特性，并兼顾考虑能量的“数量”与“品质”双重价值属性，将量质协同约束纳入DES规划范畴。该文提出... 详细信息

为探讨分布式能源站(distributed energy station， DES)，这一能源系统中的重要能源转换环节，研究其站内规划与多站之间的多能互补特性，并兼顾考虑能量的“数量”与“品质”双重价值属性，将量质协同约束纳入DES规划范畴。该文提出一种多区域电-冷-热互联DES量质协同规划方法。首先，建立DES互联冷管道传输模型；其次，采用能源集线器建立考虑电-冷-热互联协同、新能源接入的DES综合模型；在此之后，基于混合整数线性规划，以互联系统总成本最低为优化目标，引入（火用）效率约束，构建多区域电-冷-热互联DES量质协同规划模型；最后，通过算例验证了规划模型的合理性与可行性。

关键词：分布式能源站能源站互联设备选型与定容规划运行优化量质协同

考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化研究

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可再生能源 2024年第4期42卷 513-521页

作者：王永利滕越袁博窦真兰张春雁孙沛华北电力大学经济与管理学院北京102206 国网上海市电力公司上海200023

针对综合能源系统规划面临可再生能源波动性强、出力不确定性等问题,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化方法。首先,运用拉丁超立方抽样生成基础风、光场景集,并基于改进的k-means算法进行场景削减;... 详细信息

针对综合能源系统规划面临可再生能源波动性强、出力不确定性等问题,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化方法。首先,运用拉丁超立方抽样生成基础风、光场景集,并基于改进的k-means算法进行场景削减;其次,以运行成本最低、碳减排最优、污染物减排最优构建多目标优化模型;最后,提出系统容量-成本两阶段规划优化求解策略,并选取南方某商业园区进行规划仿真。仿真结果表明,文章所构建的综合能源系统两阶段规划模型能够在保证系统经济性的同时兼顾环保性,并满足用户多种用能需求。

关键词：综合能源系统风光不确定性场景削减两阶段规划

模块化多电平电池储能系统功率控制与均衡策略研究

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电网与清洁能源 2024年第3期40卷 155-162页

作者：窦真兰张春雁杨海涛凌志斌国网上海市电力公司上海200023 上海交通大学上海200023

大量可再生能源接入电网会影响电网的稳定性和电能质量。电池储能系统作为可再生能源与电网间传递电能的接口,具有平抑功率波动、调频调压、提高电网运行稳定性的作用。基于模块化多电平变流器(modular multi-level converter,MMC)的电... 详细信息

大量可再生能源接入电网会影响电网的稳定性和电能质量。电池储能系统作为可再生能源与电网间传递电能的接口,具有平抑功率波动、调频调压、提高电网运行稳定性的作用。基于模块化多电平变流器(modular multi-level converter,MMC)的电池储能系统(battery energy storage system,BESS)有利于削弱电池不一致性所引起的短板效应,通过功率控制实现电池模块间的均衡。该文分析了MMCBESS的拓扑结构;针对MMC-BESS的直流侧、交流侧建立数学模型,通过控制能量的流动,提出一种对直流侧和交流侧的功率控制策略,以解决相间SOC均衡、桥臂SOC均衡、子模块间SOC均衡的问题,避免电池过充、过放,提高电池利用率;通过仿真模型验证了所提控制策略的有效性。

关键词：模块化多电平变流器电池储能系统荷电状态均衡功率控制