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电子技术应用 2022年第1期48卷 59-66页

作者：唐学用姚俊荣万会江李震杨禾贵州电网有限责任公司电网规划研究中心贵州贵阳550003 贵州大学贵州贵阳550003 贵州电网有限责任公司电力调度控制中心贵州贵阳550003 清华四川能源互联网研究院四川成都610213

针对缺乏支撑区域多能源系统数字孪生动态规划、运行优化等上层应用接入、管理和运行的高性能平台的现状,考虑到数字孪生应用对通信效率、数据安全的要求,借助CloudPSS云仿真平台设计了包含基础层、应用层、业务层的安全、灵活、可扩展... 详细信息

针对缺乏支撑区域多能源系统数字孪生动态规划、运行优化等上层应用接入、管理和运行的高性能平台的现状,考虑到数字孪生应用对通信效率、数据安全的要求,借助CloudPSS云仿真平台设计了包含基础层、应用层、业务层的安全、灵活、可扩展的数字孪生应用平台的软硬件;并以贵州红枫湖区域多能源系统为试点区域,介绍了包括建模仿真、数据通信和应用集成功能的区域多能源系统数字孪生应用平台的构建过程。所构建的区域多能源系统数字孪生应用平台作为数字孪生从概念到应用的理想实现工具,其架构设计方案与具体构建经验可为数字孪生技术的广泛落地提供理论和实践参考。

关键词：区域多能源系统数字孪生应用平台 CloudPSS

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区域多能源系统规划及优化运行研究

区域多能源系统规划及优化运行研究

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作者：刘兴琳昆明理工大学

学位级别：硕士

“双碳目标”的提出,推动了我国能源体系建设向绿色化、高效化、综合化方向发展。区域多能源系统突破传统能源体系壁垒,促进了冷热电等多种能源的耦合与互补,对实现“双碳目标”具有重要作用。由于区域多能源系统中不同能源存在异质性,... 详细信息

“双碳目标”的提出,推动了我国能源体系建设向绿色化、高效化、综合化方向发展。区域多能源系统突破传统能源体系壁垒,促进了冷热电等多种能源的耦合与互补,对实现“双碳目标”具有重要作用。由于区域多能源系统中不同能源存在异质性,如何充分兼顾经济性与环保性,合理规划系统设备配置及优化运行,对实现碳达峰、碳中和具有重要的研究意义。基于上述背景,本文针对区域多能源系统规划及优化运行开展了深入的研究,完成的工作如下:(1)基于能量母线的区域多能源系统单元建模。分析了区域多能源系统核心可控设备的运行特性,从电能量母线和热能量母线两个层面建立了可控设备的详细数学模型,为区域多能源系统的规划及优化运行研究奠定了理论基础。(2)建立低碳背景下的区域多能源系统多目标规划模型。提出了一种同时考虑经济性与环保性的区域多能源系统双层规划方法,上层模型考虑经济性,使运营成本最低,下层模型考虑环保性,使系统的碳排放量最小,并采用重新生成与分解R&D(Reformulation and Decomposition)方法对规划模型进行求解。算例表明,本模型能有效避免由多目标模型转化为单目标模型时目标权重不同所带来的影响,从而得到系统的全局最优解。(3)建立考虑热惯性的区域多能源系统规划模型。基于节点法对热网特性进行建模,同时建立了包含建筑物供暖和生活热水在内的热负荷模型。在此基础上,提出了基于MILP(Mixed Integer Linear Programming)的区域多能源规划模型。以年度运行工况为例,探究了供热网络的运行特性和热负荷蓄热特性与设备容量配置及系统经济性的交互机理。(4)提出考虑热惯性的区域多能源系统两阶段优化调度策略。针对系统实际运行存在的不确定性问题,计及可再生能源与负荷的预测精度,提出了两阶段优化调度策略。其中日内经济调度阶段,基于MPC(Model Predictive Control)方法,通过CNN-GRU短期预测方法对可再生能源及负荷进行预测;日内实时调整阶段根据实时反馈校正策略对设备出力实时调整,从而减小预测误差,提升输出的优化指令对可再生能源出力和负荷的实时跟踪能力。

关键词：区域多能源系统双层规划热惯性两阶段优化

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区域多能源系统源荷不确定性协调优化调度研究

区域多能源系统源荷不确定性协调优化调度研究

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作者：顾翔沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,能源问题越来越受到重视。区域多能源系统可以将系统内的电、气、热等各类能源进行联合调度和供应,提高了能源的利用效率,减少了能源损失。在区域多能源系统的调度过程中,新能源出力与各类负荷需求具有的不确定性,以及... 详细信息

随着经济的发展,能源问题越来越受到重视。区域多能源系统可以将系统内的电、气、热等各类能源进行联合调度和供应,提高了能源的利用效率,减少了能源损失。在区域多能源系统的调度过程中,新能源出力与各类负荷需求具有的不确定性,以及系统中能源耦合设备的运行与各能源子网络自身的运行造成的系统中功率平衡的不确定性,这些不确定性因素会对区域多能源系统中的功率平衡造成影响,从而对区域多能源系统的优化调度形成巨大的挑战。为满足考虑不确定性的区域多能源系统优化调度的需要,本文分别从区域多能源系统建模、考虑不确定性的日前优化调度、考虑不确定性的多时间尺度协调优化调度等三个方面对区域多能源系统优化调度进行深入的研究。本文的主要研究工作如下:首先进行区域多能源系统建模。本文研究的区域多能源系统中主要包含风电机组、光伏机组、P2G机组、储能装置等基础单元,它们是实现系统优化调度的基础。因此本文对区域多能源系统中各基础单元以及各能源子网络进行建模,分析研究它们的运行特性以及约束条件,为后续工作打下基础。其次,进行基于混合随机区间优化的区域多能源系统日前优化调度研究。本文首先分析表述了日前时间尺度下新能源出力、各类负荷需求的不确定性以及各能源子网络运行造成的不确定性。为解决不确定性对系统日前优化调度的影响,本文使用混合随机区间优化方法,将系统内具有不确定性的数据区间化,以优化调度后系统运行成本最小为目标,建立基于混合随机区间优化的区域多能源系统日前优化调度模型。然后使用一种两阶段求解算法对优化调度模型进行求解,求出日前最优调度运行区间,并通过算例分析验证日前优化调度模型的有效性。最后,进行区域多能源系统多时间尺度协调优化调度研究。日前优化调度与实际需求之间会存在偏差,所以本文在日前优化调度的基础上建立多时间尺度滚动优化调度模型以满足实际需求。首先构建区域多能源系统多时间尺度优化调度框架,然后分析表述各时间尺度下区域多能源系统的不确定性,以系统运行经济性最好为优化目标,考虑不确定性,建立多时间尺度协调优化调度模型。通过日内滚动优化调度与实时修正调度对日前调度进行逐级修正调整,减小不确定性对于优化调度的影响。最后通过算例分析验证所建多时间尺度协调优化调度模型的经济性。

关键词：区域多能源系统不确定性混合随机区间优化多时间尺度

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基于约束卡尔曼滤波的区域多能源系统鲁棒状态估计

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广东电力 2023年第9期36卷 80-88页

作者：廖英祺荆江平叶婷国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210019 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024

为了保障区域多能源系统(regional multi-energy system,RMES)的可靠运行,亟需提出面向RMES的全面、实时的状态感知方法,为此计及异质多能流动态特性,提出基于约束卡尔曼的RMES鲁棒状态估计(state estimation,SE)方法。该方法首先采用La... 详细信息

为了保障区域多能源系统(regional multi-energy system,RMES)的可靠运行,亟需提出面向RMES的全面、实时的状态感知方法,为此计及异质多能流动态特性,提出基于约束卡尔曼的RMES鲁棒状态估计(state estimation,SE)方法。该方法首先采用Lax-Wendroff差分法对配气网动态过程进行数值求解;随后构建配电网状态空间模型,并以燃气轮机和电转气为接口,建立电气双向耦合环节;最后,以卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)为基础,添加量测噪声自适应算法,并计及配气网时序状态约束及电气边界耦合约束修正估计结果。采用改进的IEEE 33节点配电网与10节点配气网构建MATLAB仿真算例,仿真结果表明该方法能够有效跟踪RMES的状态变化,相较常规KF算法,配气网估计精度提升2个数量级,且在坏数据干扰下保持较好的鲁棒性。

关键词：区域多能源系统卡尔曼滤波时序状态约束鲁棒性状态估计

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考虑系统与用户双侧协同的区域多能源系统运行优化

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现代电力 2019年第1期36卷 61-70页

作者：魏纯晓陈晔王燕敏刘宗歧李月乔华科崔怀宇王君莹新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 云南大为制氨有限公司云南曲靖655000 国网黑龙江省电力有限公司黑龙江哈尔滨150000 国网吉林省电力有限公司吉林长春130000 浙江天地环保科技有限公司浙江杭州310000

区域综合能源系统(IMES)中设备类型日益丰富使多种能源交互过程复杂,也对运行优化提出了更高要求。本文以区域能源运营商为主体,在系统侧和用户侧同时利用了IMES的多能互补特性,建立了双侧协同运行优化模型。IMES根据实时能源价格以及... 详细信息

区域综合能源系统(IMES)中设备类型日益丰富使多种能源交互过程复杂,也对运行优化提出了更高要求。本文以区域能源运营商为主体,在系统侧和用户侧同时利用了IMES的多能互补特性,建立了双侧协同运行优化模型。IMES根据实时能源价格以及用户负荷需求曲线进行日前优化,系统侧在优化供能设备出力的基础上,提出通过调节能源转换设备的分配因子来提高系统中多种能源需求的匹配度;并在用户侧的综合能源需求响应中加入用能替代来提升用户侧可响应容量。最后,利用粒子群算法求解模型,并通过算例验证,计及用能替代的系统与用户协同优化实现了内部供能设备的高效运行,有效降低了运营商的用能成本,增加了收益。

关键词：区域多能源系统协同优化综合能源需求响应用能替代

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