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电—气—热混合供能系统优化研究

电—气—热混合供能系统优化研究

作者：胡旌伟沈阳工程学院

学位级别：硕士

多能源混合供能是由单一供能向能源互联网发展的重要过渡。在以往大多数的研究中,多能源混合供能以热电联产和冷-热-电联产为主要研究方向,而电-气-热混合供能目前还处于初步研究阶段。本文以优化电-气-热混合供能系统为目的,以电力、... 详细信息

多能源混合供能是由单一供能向能源互联网发展的重要过渡。在以往大多数的研究中,多能源混合供能以热电联产和冷-热-电联产为主要研究方向,而电-气-热混合供能目前还处于初步研究阶段。本文以优化电-气-热混合供能系统为目的,以电力、热力网络潮流为主,结合供能时消耗的固体燃料及天然气成本,建立相应的运行成本目标函数,通过优化算法对所建立的算例进行求解,并分析了各个模块的最优调度问题。本文首先分析各单元模块的动态特性并建立了与之相应的数学模型,包括光伏发电模型,风力发电模型,电、热储能模型,微燃气轮机模型,燃料电池模型,燃气锅炉模型,电锅炉模型。此外,根据电/热力负荷预测曲线的峰谷特性建立了合理的电费费率结构。其次,在考虑功率平衡及各单元出力限制的基础上,建立了以运行成本为目标函数的数学模型,其中包括电厂发电成本,燃料电池运行成本,微汽轮机运行成本,燃气轮机运行成本,电锅炉运行成本,分布式发电(光伏发电和风力发电)收益。然后,通过改进的遗传算法对文中所建目标函数进行优化,改进的遗传算法主要针对机组运行状态进行了约束,避免了为优化运行成本而产生的启停次数过多。最后,以IEEE14节点馈线图为基础建立电-气-热混合供能算例,并对优化数据进行了分析。输出的优化结果包括各单元最优出力及最小运行成本,其结果验证了混合供能的可行性。

关键词：混合供能热电联产能源互联网运行优化

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基于GAN的非侵入式自能源建模

中国电机工程学报 2020年第21期40卷 6784-6793页

作者：孙秋野刘月胡旌伟胡旭光东北大学信息科学与工程学院辽宁省沈阳市110819

自能源(we-energy)作为能源互联网的能源终端,其模型是能源互联网优化和调度的基础。该文针对自能源建模问题,提出一种基于生成式对抗网络(generative adversarial networks,GAN)的非侵入式建模方法。首先,考虑到自能源中风、光、储、... 详细信息

自能源(we-energy)作为能源互联网的能源终端,其模型是能源互联网优化和调度的基础。该文针对自能源建模问题,提出一种基于生成式对抗网络(generative adversarial networks,GAN)的非侵入式建模方法。首先,考虑到自能源中风、光、储、耦合设备的产能特性,通过联合滑动与梯度分离实现自能源的非侵入式监测。进一步地,结合生成对抗网络的生成能力和判别能力,利用改进的GAN处理自能源中电-气-热数据时间异步问题,从而实现能源设备的分类和辨识,并在此基础上建立自能源的可调度模型。最后,以北方某能源区域作为算例进行仿真,验证所提方法的有效性和准确性。

关键词：自能源非侵入式监测生成式对抗网络建模方法综合能源

中国特色能源互联网三网融合及其“自–互–群”协同管控技术框架

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中国电机工程学报 2021年第1期41卷 40-51+396页

作者：孙秋野胡杰胡旌伟张化光东北大学信息科学与工程学院

从当代中国基本国情出发,以终端用能侧作为切入点,以互联、感知、优化、调控、共享为重点,力图构建开放共享的综合能源系统。该文首先分析了中国能源互联网的基本特点,设计了中国特色能源互联网的"三网一体"网络结构,然后从分布式的技... 详细信息

从当代中国基本国情出发,以终端用能侧作为切入点,以互联、感知、优化、调控、共享为重点,力图构建开放共享的综合能源系统。该文首先分析了中国能源互联网的基本特点,设计了中国特色能源互联网的"三网一体"网络结构,然后从分布式的技术角度与自–互–群的能源角度分析了支撑中国特色能源互联网的重要技术手段。由"群"层级构建能源价值网络,构建能源交易平台,为"互"层级提供价格区间;"互"层级通过多主体博弈生成出清价格、以微增率的一致指导终端进行分布式优化、以分布式协同控制实现系统状态量一致。最终"自"层级基于能量枢纽,实现内部能量优化。至此,共同构成自上而下的一体化优化策略,实现中国特色能源互联网的经济、安全、高效运行。

关键词：中国特色能源互联网终端用能侧自能源自–互–群一体化优化

基于GAN技术的自能源混合建模与参数辨识方法

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自动化学报 2018年第5期44卷 901-914页

作者：孙秋野胡旌伟杨凌霄张化光东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

自能源(We-energy,WE)作为能源互联网的子单元旨在实现能量间的双向传输及灵活转换.由于自能源在不同工况下运行特性存在很大差异,现有方法还不能对其参数精确地辨识.为了解决上述问题,本文根据自能源网络结构提出了一种基于GAN技术的... 详细信息

自能源(We-energy,WE)作为能源互联网的子单元旨在实现能量间的双向传输及灵活转换.由于自能源在不同工况下运行特性存在很大差异,现有方法还不能对其参数精确地辨识.为了解决上述问题,本文根据自能源网络结构提出了一种基于GAN技术的数据–机理混合驱动方法对自能源模型参数辨识.将GAN(Generative adversarial networks)模型中训练数据与专家经验结合进行模糊分类,解决了自能源在不同运行工况下的模型切换问题.通过应用含策略梯度反馈的改进GAN技术对模型进行训练,解决了自能源中输出序列离散的问题.仿真结果表明,提出的模型具有较高的辨识精度和更好的推广性,能有效地拟合系统不同工况下各节点的状态变化.

关键词：能源互联网自能源生成式对抗网络生成式模型对抗学习零和博弈

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电动汽车车—车能量互济控制策略研究

中国科学：技术科学 2022年第6期52卷 957-970页

作者：王睿胡旌伟孙秋野姜文涛孙城皓东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 南洋理工大学能源研究所新加坡637141新加坡东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

尽管电动汽车已经获得各国政府的大力推广,但偏远区域充电站数量不足而易产生的电池续航里程问题严重阻碍其发展.一旦电动汽车出现中途电量不足,车主只能选择等待救援.基于此,本文提出了电动汽车能量互济控制策略以确保车主实现车-车的... 详细信息

尽管电动汽车已经获得各国政府的大力推广,但偏远区域充电站数量不足而易产生的电池续航里程问题严重阻碍其发展.一旦电动汽车出现中途电量不足,车主只能选择等待救援.基于此,本文提出了电动汽车能量互济控制策略以确保车主实现车-车的快速电能互济.首先,针对车内蓄电池组等效短路比数值较低问题和互济装置低电压、大电流需求,构造了等效六通道交错浮动双升压变换器及其状态方程.其次,针对耗能车辆恒功率充电和供能车辆弱电源供电而易于产生低频/次同步振荡问题,利用等效状态方程构建了基于扰动观测器的滑模控制策略以提供符合标准的恒定电压/功率的直流电.进而利用比例-谐振控制器解决了并联六通道电流均分问题,从而减少了设备热损和提高了设备使用寿命.最后仿真和实验结果验证了提出的能量互济控制算法的有效性.

关键词：电动汽车能量互济扰动观测器滑模控制

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能源互联网中自能源的建模与应用

中国科学：信息科学 2018年第10期48卷 1409-1429页

作者：孙秋野胡旌伟张化光东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

本文提出了自能源(we-energy, WE)这一新的能源互联网基本能源单元,为新能源就地消纳、各类分布式电源的即插即用和产–消–储一体化的多能互补提供了一种能源管理策略.为处理自能源在不同运行条件下的多能协调控制与优化问题,建立了基... 详细信息

本文提出了自能源(we-energy, WE)这一新的能源互联网基本能源单元,为新能源就地消纳、各类分布式电源的即插即用和产–消–储一体化的多能互补提供了一种能源管理策略.为处理自能源在不同运行条件下的多能协调控制与优化问题,建立了基于信息–物理–能源–经济系统(information-equipment-energy-economical system, IEEES)的四元模型,提出了自能源的4种运行模式.该模型利用自能源中信息、物理、能源和经济4个子系统的耦合特性,根据能源互联网运行态势进行模式转化,建立了对应的自能源状态方程,并进行了自能源分布优化、协同控制等典型应用场景的分析.通过经济优化,获取了多个自能源在市场交易中的最优策略,实现了自能源内部能源的合理分配.通过对自能源内部设备的协同控制,实现了在功率波动情况下并网点系统参数及能源交换的稳定.

关键词：自能源四元模型信息-物理-能源-经济系统运行模式

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信息能源系统的边缘节点可信评估及控制策略

全球能源互联网 2020年第6期3卷 552-559页

作者：任汝飞胡旌伟孙秋野东北大学信息科学与工程学院

能源行业新兴分布式技术不断发展,分布式计算虽然能弥补传统集中式计算网络拥堵、计算能力低的缺点,但对边缘设备隐私安全和可信感知存在不足。首先根据能源互联网和边缘设备特性,依托边缘计算、分布式控制和智能终端建立了信息能源边... 详细信息

能源行业新兴分布式技术不断发展,分布式计算虽然能弥补传统集中式计算网络拥堵、计算能力低的缺点,但对边缘设备隐私安全和可信感知存在不足。首先根据能源互联网和边缘设备特性,依托边缘计算、分布式控制和智能终端建立了信息能源边缘服务系统(cyber energy edge service system,CEESS),保证网络信息流通量的同时,实现了边缘信息存储和安全传输。在零信任模型下,针对边缘设备和能源信息分别提出相应的信任感知策略。最后提出数据可信下的事件触发边缘控制,以及网络崩溃情况下的节点自愈方法,保障了信息能源系统的设备安全运行和可信性控制。

关键词：信息能源系统边缘计算隐私保护安全评估可信控制

电力市场一体化、资源共享互济与企业技术创新

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工业技术经济 2023年第9期42卷 133-141页

作者：张娜胡旌伟王宗元郝颖国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院沈阳110013 国网辽宁省电力有限公司沈阳110013 北京师范大学经济与工商管理学院北京100080

本文以我国2012~2021年A股上市公司为样本,实证检验了电力市场一体化对企业创新的影响。研究发现,电力市场一体化显著促进企业研发投入和创新产出。这一结果在替换关键变量、缩小样本范围以及处理内生性问题后依然稳健。机制检验表明,... 详细信息

本文以我国2012~2021年A股上市公司为样本,实证检验了电力市场一体化对企业创新的影响。研究发现,电力市场一体化显著促进企业研发投入和创新产出。这一结果在替换关键变量、缩小样本范围以及处理内生性问题后依然稳健。机制检验表明,电力市场一体化能够有效提升市场规模效应,同时强化要素匹配效应,从而对企业创新产生积极影响。异质性检验显示,电力市场一体化的技术创新效应在环境规制度高、政府创新偏好度高以及属地信息获得性差的样本中影响更显著。本文的研究对完善统一电力市场的治理体系有着重要的指导意义,能够推进区域电力市场协同运行与融合发展,为能源行业的高质量发展提供理论依据和证据支持。

关键词：电力市场一体化规模效应要素匹配效应信息可达性企业技术创新高质量发展

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信息能源系统自-互-群立体协同优化方法

全球能源互联网 2019年第5期2卷 457-465页

作者：胡杰孙秋野胡旌伟张化光东北大学信息科学与工程学院

可再生能源高速发展、信息智能技术深度融合以及终端用能的多样化需求使得能源生产、分配及消费形式都呈现出时空异步、信能融合、多能互补以及智物协同的新趋势,这使得终端信息能源系统的平衡、协同、管控必须与之相适应。根据终端、... 详细信息

可再生能源高速发展、信息智能技术深度融合以及终端用能的多样化需求使得能源生产、分配及消费形式都呈现出时空异步、信能融合、多能互补以及智物协同的新趋势,这使得终端信息能源系统的平衡、协同、管控必须与之相适应。根据终端、拓扑网络以及综合能源管理云平台的特性,该文首先设计了自适应嵌入式信息能源智能终端,提出基于有限智能需求的边缘智能策略,以及多智能终端之间互协作策略,最终基于云平台提出拓扑网络与云平台纵向联合能源调配方案。构建了端-网-云立体协同架构以及自-互-群的立体管控策略,实现了综合能源系统不同层级资源协同优化调度,保障大规模动态信息能源系统的安全高效运行。

关键词：信息能源耦合网络智能终端边缘智能自-互-群端-网-云