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计及电解水制氢的合成氨园区能源局域网低碳经济调度

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上海交通大学学报 2024年

作者：李颢然孙宏斌薛屹洵常馨月苏珈太原理工大学电气与动力工程学院太原理工大学煤电清洁智能控制教育部重点实验室清华大学电机系

作为一种典型的化工园区，煤制氢合成氨园区由于依赖煤等化石燃料导致碳排巨大，绿色低碳转型困难。电解水制氢作为一种清洁无污染的氢气生产方式在近年来发展迅速，这为合成氨园区低碳运行提供了新思路。本文提出一种合成氨园区能源局... 详细信息

作为一种典型的化工园区，煤制氢合成氨园区由于依赖煤等化石燃料导致碳排巨大，绿色低碳转型困难。电解水制氢作为一种清洁无污染的氢气生产方式在近年来发展迅速，这为合成氨园区低碳运行提供了新思路。本文提出一种合成氨园区能源局域网低碳运行架构，在煤制氢合成氨园区中煤制氢、氢制氨等已有装置与原有电力系统、供热系统的基础上，新增屋顶光伏、电储能与氢能系统，构建煤-电-氢-热耦合的合成氨园区能源局域网，实现合成氨园区多能互补与低碳运行。建立了包含氢源、氢负荷、储能、热源等环节及耦合设备的数学模型，构建并求解了以最小化园区运行成本与碳排放为目标且满足园区运行约束的合成氨园区能源局域网经济调度模型，通过算例分析验证了所提方法在减少园区运行成本及碳排放方面的有效性。

关键词：合成氨园区能源局域网电解水制氢低碳运行

计及热网拓扑重构的电-热分布式机组组合研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：薛屹洵杜源王科常馨月邓莉荣孙宏斌太原理工大学电气与动力工程学院煤电清洁控制教育部重点实验室上海电力大学电气工程学院

随着风力发电在电力系统中的广泛应用，弃风问题日益严重。供热系统通过阀门操作可以灵活调整热电联产机组承担的热负荷，从而增强热电联产机组的运行和启停灵活性，支撑电力系统阻塞管理和可再生电能消纳。为实现输电网和供热网的分布... 详细信息

随着风力发电在电力系统中的广泛应用，弃风问题日益严重。供热系统通过阀门操作可以灵活调整热电联产机组承担的热负荷，从而增强热电联产机组的运行和启停灵活性，支撑电力系统阻塞管理和可再生电能消纳。为实现输电网和供热网的分布式求解，本文首先建立了易于分解的考虑热网重构的电热协同机组组合模型。其次，考虑到输电与供热系统的异构特性，基于广义主从分裂理论，提出了面向所提模型的扩展异质分解算法。再次，为处理整数变量带来的可行域非凸问题，进一步设计了具备稳定收敛性的坐标下降迭代方法，并在数学上严格论证了其收敛性。最后，通过数值仿真，验证了热网重构在缓解输电阻塞、减少弃风、降低全局系统机组组合成本等方面的效益，并证明了所提出分布式算法相比于传统的分布式机组组合方法在计算效率上的优势。

关键词：热网重构分布式求解异质分解输电阻塞

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基于共享储能服务的智能楼宇双层优化配置

中国电机工程学报 2024年

作者：张浩鹏李泽宁薛屹洵常馨月苏珈孙宏斌太原理工大学煤电清洁智能控制教育部重点实验室(太原理工大学电气与动力工程学院)

为降低城市化进程中楼宇储能投资成本，提出一种基于共享储能服务的智能楼宇（Intelligent Buildings，IBs）双层优化配置方法。首先，建立计及寿命周期的共享储能电站（Shared Energy Storage Station，SESS）模型。其次，基于楼宇建... 详细信息

为降低城市化进程中楼宇储能投资成本，提出一种基于共享储能服务的智能楼宇（Intelligent Buildings，IBs）双层优化配置方法。首先，建立计及寿命周期的共享储能电站（Shared Energy Storage Station，SESS）模型。其次，基于楼宇建筑物热惯性，构建含空调系统的IBs数学模型。然后，综合考虑SESS与IBs的差异化利益诉求，建立基于SESS的IBs双层优化模型。上层模型目标函数旨在降低SESS的规划成本，下层模型目标函数旨在降低IBs的年运行成本，并采用卡罗需-库恩-塔克（Karush-Kuhn-Tucher，KKT）条件将原双层优化问题转换为单层混合整数线性规划问题进行求解。最后，以三个IBs社区的四季典型日为例，对比分析了不同优化配置方法对于IBs运行和SESS配置结果的影响。结果表明，在满足IBs用户温度舒适性的同时，所提双层优化配置方法可充分满足SESS运营商与IBs的差异化利益诉求，实现双方的共赢。

关键词：空调双层优化配置建筑热惯性智能楼宇共享储能

考虑风光不确定性和动态氢价的新能源加氢站区间优化调度

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电网技术 2024年

作者：高宇鹏常馨月薛屹洵苏珈李泽宁孙宏斌太原理工大学电气与动力工程学院煤电清洁智能控制教育部重点实验室(太原理工大学)

随着未来发展，氢燃料电池汽车数量不断增加，氢能需求量愈加庞大，利用风光等新能源发展绿氢将成为我国低碳转型的重要行动。该文提出一种依靠新能源制氢加氢一体化的加氢站模型，采用多边形不确定集改进的区间优化处理新能源发电不确... 详细信息

随着未来发展，氢燃料电池汽车数量不断增加，氢能需求量愈加庞大，利用风光等新能源发展绿氢将成为我国低碳转型的重要行动。该文提出一种依靠新能源制氢加氢一体化的加氢站模型，采用多边形不确定集改进的区间优化处理新能源发电不确定性。在此基础上，提出一种基于储氢动态变化特性及有效提高新能源消纳的动态氢价策略，以此实现源荷之间有效互动和氢能供需平衡。由于加氢用户的加氢行为会对氢价格变化做出响应，进一步在模型中加入氢负荷需求响应模型，促进新能源消纳，实现加氢站绿色经济的能量管理。最后通过算例验证所提方法的有效性，分析不同场景下的调度收益情况，结果表明所提出模型在考虑风光不确定性和加入动态氢价后，显著提高了新能源的利用率和经济性，进一步证明了所提方法在新能源加氢站低碳经济运行的有效性。

关键词：区间优化多边形不确定集动态氢价加氢需求响应

考虑煤气调度的钢铁园区能量流-物质流协同优化方法

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电力自动化设备 2024年

作者：谷鹏飞孙宏斌薛屹洵常馨月韩肖清郭庆来杜源太原理工大学电气与动力工程学院清华大学电机系太原理工大学煤电清洁智能控制教育部重点实验室

为促进钢铁行业绿色低碳转型，提出一种钢铁园区能量流-物质流协同优化调度方法，充分挖掘生产系统与能源系统协同优化潜力。通过分析园区高炉、转炉和电炉等工序的时序特性与物料关系，建立了面向生产系统的物质流模型。考虑各生产工... 详细信息

为促进钢铁行业绿色低碳转型，提出一种钢铁园区能量流-物质流协同优化调度方法，充分挖掘生产系统与能源系统协同优化潜力。通过分析园区高炉、转炉和电炉等工序的时序特性与物料关系，建立了面向生产系统的物质流模型。考虑各生产工序能耗特性、煤气产耗情况，建立了计及煤气调度的能量流-物质流耦合模型。基于上述模型，以系统运行成本最小化和最低碳排为目标，对钢铁园区能量流-物质流进行协同优化调度，得到高炉、转炉和电炉等生产设备的最优生产策略以及电力、煤气和焦炭等能源的最佳调度结果。以山西某钢铁园区为算例对所提方法进行了验证，结果表明在满足钢铁园区生产计划的前提下，该方法通过物质流与能量流协同调控，可实现钢铁园区的日碳排放量降低9.56%，系统总成本降低6.12%。

关键词：钢铁园区能量流-物质流煤气调度协同优化节能减排

考虑氢负荷响应的化工园区电–氢耦合系统协同优化调度

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工程科学与技术 2023年第1期55卷 93-100页

作者：李颢然薛屹洵戴铁潮常馨月潘昭光孙宏斌太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030002 国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为解决新能源大规模发展下日益严重的弃风弃光现象,中国很多城市及园区开始广泛使用电解水制氢作为消纳新能源的一种有效途径,随之产生了越来越多的电–氢耦合系统,本文以化工园区为例,提出了考虑氢负荷响应的园区级电–氢耦合系统协同... 详细信息

为解决新能源大规模发展下日益严重的弃风弃光现象,中国很多城市及园区开始广泛使用电解水制氢作为消纳新能源的一种有效途径,随之产生了越来越多的电–氢耦合系统,本文以化工园区为例,提出了考虑氢负荷响应的园区级电–氢耦合系统协同优化调度方法。首先,以实际绿氢绿氨工业园区为基础,提出了典型园区级电–氢耦合系统架构,并从系统的源–网–荷–储各角度建立了包括煤制氢、电解水制氢、储氢罐、氢制氨、氢燃料发电机与输氢管网的化工园区电–氢耦合系统模型。其次,以实现园区整体效益最大为目标,并在目标函数中加入弃风弃光惩罚项,同时考虑氢负荷的需求侧响应,使氢制氨作为园区内可灵活调节的资源,基于此进行化工园区电–氢耦合系统协同优化调度。为验证本文所提出优化调度方法的经济性及优越性,对比分析了3种不同运行场景下的优化调度结果。结果表明,电解槽与氢燃料发电机通过跟踪园区内的电源与电负荷的变化情况,实时调整自身出力功率,在保证园区电量平衡的前提下减少与外界的电力交易,减少园区购电成本与弃风弃光,同时,考虑氢制氨的需求侧响应可以在保证经济效益的前提下,进一步减少弃风弃光、降低园区整体运行成本。

关键词：电–氢耦合系统电解水制氢氢负荷

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基于双步投影算法的多区域互联电热综合能源系统的三层分布式可信分布鲁棒优化调度

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中国电机工程学报 2023年

作者：杨畅李正烁薛屹洵曹泽昊葛怀畅张佳惠山东大学电气工程学院山西省能源互联网研究院

多区域互联电–热综合能源系统(integrated electricity and heat system，IEHS)成为未来能源互联网发展的重要方向。在多区域互联IEHS协同中，电力系统运营商需要同时与省级调度中心和本地区域供热系统运营商协同，因此对分布式协同算... 详细信息

多区域互联电–热综合能源系统(integrated electricity and heat system，IEHS)成为未来能源互联网发展的重要方向。在多区域互联IEHS协同中，电力系统运营商需要同时与省级调度中心和本地区域供热系统运营商协同，因此对分布式协同算法的收敛性提出更高要求，同时各区域间可再生能源不确定性的时空关联特性进一步加剧求解难度。本文提出基于双步投影算法的多区域互联IEHS三层分布式可信分布鲁棒优化调度模型。首先，基于双步投影算法，提出适用于多区域互联IEHS三层分布式协同调度模式；其次，在不确定性调度模型方面，本文提出可信分布鲁棒优化模型，以期提升分布鲁棒优化的经济性，并基于对偶理论、Bonferroni不等式与条件风险价值近似方法，将可信分布鲁棒模型转化为确定性线性模型；然后，提出基于双步投影的快速分布式协同算法，以实现多区域IEHS调度问题的快速分布式求解；最后，通过不同规模案例仿真表明，所提可信分布鲁棒模型能够显著降低IEHS的调度成本，且所提双步投影算法能够在极少迭代次数内求解出多区域IEHS的全局最优解，与集中式调度的误差小于千分之一。

关键词：综合能源系统多参数规划分布式优化分布鲁棒优化机会约束

闽东南地区城镇化与生态系统服务的时空耦合分析

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环境科学 2024年第7期45卷 4152-4163页

作者：杜峯屹陈松林蒲佳豪福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福建省亚热带资源与环境重点实验室

揭示城镇化与生态系统服务的时空耦合关系，有助于厘清地域发展差异，优化城镇化实施路径及改善生态系统服务质量.以闽东南地区为例，在分析2000～2020年城镇化多维系统与典型生态系统服务演变特征的基础上，采用皮尔逊相关系数和耦合... 详细信息

揭示城镇化与生态系统服务的时空耦合关系，有助于厘清地域发展差异，优化城镇化实施路径及改善生态系统服务质量.以闽东南地区为例，在分析2000～2020年城镇化多维系统与典型生态系统服务演变特征的基础上，采用皮尔逊相关系数和耦合协调度模型探索二者的时空耦合状态及趋势，提出区域协调发展改善建议.结果表明：(1)闽东南地区综合城镇化水平持续提升，年均增幅7.3%，近94%的区域已步入中高发展阶段；生态系统服务趋于衰退，尤以粮食供给和水源供给服务最为显著，分别下降61.9%和46.9%.二者空间分布呈现东南沿海“高城镇化水平-弱生态系统服务”与西北内陆“低城镇化水平-强生态系统服务”的错位格局.(2)城镇化与生态系统服务相关性以负向为主，较之人口和空间城镇化，经济和社会城镇化对生态系统服务的负向效应较弱且进一步弱化趋势明显.伴随人口和空间城镇化大幅降速及经济和社会城镇化进程加快，城镇化发展动力逐渐由增“量”转为提“质”，生态系统服务衰退得到缓解.(3)综合城镇化与各项生态系统服务经历“失衡-过渡-调和”这3个阶段，耦合协调度平均增幅60.5%～120.6%，但高度协调区域依然匮乏，仍存在较大提升空间.二者相对关系从城镇化滞后向生态系统服务滞后演变，城镇化过度超前而导致耦合协调等级倒退的波动性问题在东南沿海地区初步显现.因此，在未来建设中闽东南地区须重视经济质量与社会效益的提高，强化生态空间统筹管理与保护修复，增强城镇化与生态系统服务协调发展的有序性与稳定性.

关键词：城镇化生态系统服务时空演变耦合协调闽东南

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嘉庆十八年墨尔根遣奴起事考述

历史档案 2024年第1期 122-127页

作者：孙浩洵中国第一历史档案馆满文处 100062

清政府签订《尼布楚条约》后,开始将大批罪犯发往黑龙江地区赏给驻防城官兵为奴役使,收到预期效果的同时,也给地方稳定埋下了风险。嘉庆十八年(1813)墨尔根遣奴起事便是黑龙江地区遣奴问题的爆发。关于此事的研究不多,且多简单叙述,并... 详细信息

清政府签订《尼布楚条约》后,开始将大批罪犯发往黑龙江地区赏给驻防城官兵为奴役使,收到预期效果的同时,也给地方稳定埋下了风险。嘉庆十八年(1813)墨尔根遣奴起事便是黑龙江地区遣奴问题的爆发。关于此事的研究不多,且多简单叙述,并不深入。如柳成栋的《墨尔根迁奴斗争》^(①)、尹子玉的《论嘉庆朝的遣犯改发》^(②)、李兴盛的《东北流人史》^(③)等。本文拟在已有研究的基础上,充分利用中国第一历史档案馆藏档案以及其他相关史料,对这次起事的始末及其对黑龙江地区遣奴政策的影响进行探讨。

关键词：墨尔根黑龙江地区《尼布楚条约》驻防城嘉庆朝

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