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第5代区域供热供冷驱动的产消型综合能源系统多能流分析

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电力系统自动化 2023年第4期47卷 78-90页

作者：刘学智张沛超严正上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240

第5代区域供热供冷(5GDHC)与主动配电网构成电-热-冷强耦合、热产消者、双向传输的复杂新场景。为此,文中基于传统综合能源网模型,通过对比5GDHC与传统第1至4代区域供热网的不同特征,提出了与5GDHC热产消者相兼容的多能流网络模型。该... 详细信息

第5代区域供热供冷(5GDHC)与主动配电网构成电-热-冷强耦合、热产消者、双向传输的复杂新场景。为此,文中基于传统综合能源网模型,通过对比5GDHC与传统第1至4代区域供热网的不同特征,提出了与5GDHC热产消者相兼容的多能流网络模型。该模型系统地集成了热力共享的产消者模型、冷热负荷重叠系数、管网温度的热泵模型以及双向水流引起的复杂水力交汇等特征,描述了各产消者在时空上共享互补的冷热功率。最后,采用15节点配电网、36节点供热网算例验证了所提模型与方法的有效性。计算结果包括状态变量的时域仿真(电压、电/热/冷功率、温度、流量、压力等)、与冷热未互补系统运行成本的对比以及蓄热与热泵的联合运行等。

关键词：综合能源系统区域供热供冷网热泵热产消者多能流能源总线

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先进绝热压缩空气储能多能流优化调度模型

电工技术学报 2022年第23期37卷 5944-5955页

作者：徐卫君张伟胡宇涛尹俊杰王建华国网江苏省电力有限公司常州市金坛区供电分公司常州213164 国网江苏省电力有限公司常州市供电分公司常州213164 东南大学软件学院苏州215000 东南大学电气工程学院南京210000

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)是一种可实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统,其储能的过程中会伴随产生额外的多种能流,若将运行中产生的额外能流收集起来,AA-CAES可作为微型综合能源系统进行使用。该文通过基于能源集线器(EH)... 详细信息

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)是一种可实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统,其储能的过程中会伴随产生额外的多种能流,若将运行中产生的额外能流收集起来,AA-CAES可作为微型综合能源系统进行使用。该文通过基于能源集线器(EH)构建通用能量交换分析模型,针对AA-CAES内部组件压缩机、透平机、换热器等部件进行模块化矩阵建模,分析其热力学特性和能流产生效率,研究AA-CAES的多能流联供调度策略。以最大化经济性运行为目标,提出了一种基于能源集线器矩阵化建模的AA-CAES多能流优化调度模型,并采用典型的压缩空气储能系统设备数据,进行仿真验证。仿真结果表明,AA-CAES作为微型综合能源系统具有较好的经济性,并且可以实现日常的热电联供,减少或降低其他供热系统的能耗,提高区域的能量利用效率。

关键词：微型综合能源系统先进绝热压缩空气储能(AA-CAES) 能源集线器(EH) 矩阵化多能流

基于广义多能流模型的综合能源系统多阶段规划

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电网技术 2022年第5期46卷 1849-1856页

作者：龚萍朱永强蔡钦钦夏春妮俞子聪夏瑞华华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

综合能源系统打破了不同能源子系统之间的壁垒,提高了供能可靠性和能源利用效率。在工程中,综合能源系统规划周期较长,并以单阶段规划方法为主。但该方法易造成规划前期设备利用效率不高、规划后期设备容量不足与供能可靠性下降等问题... 详细信息

综合能源系统打破了不同能源子系统之间的壁垒,提高了供能可靠性和能源利用效率。在工程中,综合能源系统规划周期较长,并以单阶段规划方法为主。但该方法易造成规划前期设备利用效率不高、规划后期设备容量不足与供能可靠性下降等问题。针对单阶段规划方法的不足,提出了一种基于广义多能流模型的综合能源系统多阶段规划方法。首先建立了广义多能流(multi-energy flow,MEF)模型;其次以全生命周期成本最小为目标、以广义多能流网络方程为约束,建立了综合能源系统多阶段规划模型,采用混合整数线性规划算法对其进行求解,从而得到各规划阶段的设备和线路配置方案;最后,以华北某待建园区综合能源系统为例进行了仿真分析,验证了多阶段规划的有效性和经济性。

关键词：综合能源系统多能流多阶段规划

计及多时段尺度与地域分层的多能互补系统经济调度

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综合智慧能源 2024年第4期46卷 52-59页

作者：钟永洁王紫东左建勋王常青李靖霞纪陵国电南京自动化股份有限公司南京211153 南京国电南自电网自动化有限公司南京211153

在考虑电热能源互联基础上,提出了计及多时段尺度与地域分层的电热多能互补系统经济调度策略,该策略从单时段和多时段角度出发,综合考虑局域级和区域级的能量平衡关系,以实现电热多能互补系统经济调度为目标。首先,在采集局域级各类能... 详细信息

在考虑电热能源互联基础上,提出了计及多时段尺度与地域分层的电热多能互补系统经济调度策略,该策略从单时段和多时段角度出发,综合考虑局域级和区域级的能量平衡关系,以实现电热多能互补系统经济调度为目标。首先,在采集局域级各类能源资源数据与信息的基础上建立母线式电、热能平衡模型;然后,提出区域级能量平衡公共母线式模型,并采用小容量机组等效思想来等效聚合同类型机组;其次,建立典型局域级电热互联能源系统模型;最后,对电热多能互补系统经济调度求解,并输出经济调度结果信息。对电热多能互补系统的经济调度的有效性与合理性通过仿真算例已经得到验证,为区域级电热多能互补系统多能互补利用、资源协调配合、经济高效运行及分析提供参考与理论指导。

关键词：能量平衡电热多能互补系统多能流综合能源系统多时段电热互联经济调度

综合能源多能互补关键技术研究现状及发展趋势

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长江技术经济 2024年第2期8卷 101-107,116页

作者：王文坦周全侯强戴安周静王哲湖北智慧综合能源产业技术研究有限公司武汉430000 中国长江电力股份有限公司武汉430010

综合能源多能互补系统通过整合多种可利用能源,实现多种形式能量流的协调优化和高效互补,是新型能源体系的重要组成部分,对于提高可再生能源消纳比例和能源综合利用效率具有重要意义。简述了综合能源多能互补系统的发展背景,重点从多能... 详细信息

综合能源多能互补系统通过整合多种可利用能源,实现多种形式能量流的协调优化和高效互补,是新型能源体系的重要组成部分,对于提高可再生能源消纳比例和能源综合利用效率具有重要意义。简述了综合能源多能互补系统的发展背景,重点从多能互补系统分析规划技术、协调优化控制技术、储能技术和能量管理技术等方面梳理了多能互补系统关键技术的研究现状,对我国多能互补系统的应用案例进行了分析,对多能互补系统技术的研究和发展趋势进行了展望。

关键词：综合能源系统多能互补多能流协调控制能量管理

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多能流系统经济性与可靠性分析

多能流系统经济性与可靠性分析

作者：秦宇翔辽宁科技大学

学位级别：硕士

能源消耗与环境污染一直是困扰人们的两大难题,如何在高效、合理利用能源的同时少污染甚至不污染环境已经成为了人们普遍关注的热点。耦合可再生能源的多能流系统具有清洁、能源利用率高的特点,受到了工业界的广泛关注。作为多能流系统... 详细信息

能源消耗与环境污染一直是困扰人们的两大难题,如何在高效、合理利用能源的同时少污染甚至不污染环境已经成为了人们普遍关注的热点。耦合可再生能源的多能流系统具有清洁、能源利用率高的特点,受到了工业界的广泛关注。作为多能流系统最为重要的评价指标,经济性与可靠性两个指标是本文研究的主要内容。在多能流系统的经济性分析中,构建了两种多能流系统,一为耦合风能和太阳能的配备储能装置的多能流系统,二为没有配备储能装置的多能流系统。同时,分别对两种多能流系统建立了以系统夏季典型日24h总运行成本最小为目标函数的优化调度模型。以某工业园区为研究对象,分别采用分支界定法与单纯形法对两种模型进行求解。以此来对比两种系统在经济性最优的运行状态下的各种性能,对比分析了两种系统在典型日运行费用、可再生能源消纳率、各时刻允许源荷波动的范围大小等几个方面的差异。最后,采用蒙特卡洛模拟法,对比研究了负荷不确定性对两系统典型日最小运行费用的影响。结果表明,配备储能装置可以减少系统25%的总运行费用,可以消纳更多的可再生能源,在大部分时刻允许源荷两侧的波动范围更大,典型日最小运行费用受负荷不确定性影响较小。在多能流系统的可靠性分析中,针对系统存在的三种扰动形式,即设备故障、负荷波动、设备故障与负荷波动同时发生,提出了提高系统运行可靠性的两种方法,即主动调节法与被动调节法。采用实际算例将系统采用上述两种调节方法后的可靠性与自然状态下的可靠性进行对比分析。结果表明,在三种类型的扰动下,主动调节法与被动调节法都可以明显地提高系统稳定性。

关键词：多能流经济性可靠性储能装置

计及碳捕集和多能流的虚拟电厂多目标优化调度

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浙江电力 2023年第10期42卷 34-44页

作者：李逸超胥栋徐刚李赟乔嘉诚国网上海市电力公司浦东供电公司上海200122

虚拟电厂作为多能流互联的综合能源网络,面临实际碳排放量过高、新能源消纳能力不足、多能流优化变量复杂、优化目标非单一等难点。为此,提出一种计及碳捕集和多能流的虚拟电厂多目标优化调度方法,提升多能流虚拟电厂新能源消纳能力的... 详细信息

虚拟电厂作为多能流互联的综合能源网络,面临实际碳排放量过高、新能源消纳能力不足、多能流优化变量复杂、优化目标非单一等难点。为此,提出一种计及碳捕集和多能流的虚拟电厂多目标优化调度方法,提升多能流虚拟电厂新能源消纳能力的同时降低碳排放量。首先,根据虚拟电厂的实际碳排放量建立基于奖励系数的奖惩阶梯型碳交易机制。然后,以最小化运行成本和碳排放量作为目标函数建立双目标优化调度模型,利用樽海鞘群多目标优化算法进行求解。最后,设置多个调度场景对比分析多目标优化算法的性能,研究结果验证了优化调度模型的可行性及有效性。

关键词：虚拟电厂碳捕集多能流多目标樽海鞘群算法优化调度

多能流多尺度综合安全评估关键技术研发与应用

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电网技术 2021年第2期45卷 437-447页

作者：薛屹洵潘昭光王彬孙宏斌郭庆来电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)

综合安全评估是保障多能流系统安全运行的核心功能,在工程应用中面临多能安全状态"时间相依"、大规模多能流系统预想故障快速分析两方面挑战。针对上述挑战,设计了多能流多尺度综合安全评估功能框架,提出了"时间相依"的多能流安全状态... 详细信息

综合安全评估是保障多能流系统安全运行的核心功能,在工程应用中面临多能安全状态"时间相依"、大规模多能流系统预想故障快速分析两方面挑战。针对上述挑战,设计了多能流多尺度综合安全评估功能框架,提出了"时间相依"的多能流安全状态及安全指标,基于多能灵敏度和准稳态模型提出了快速预想故障筛选技术和多能流动态预想故障分析加速技术。所研发的多能流多尺度综合安全评估功能在多个现场实现应用,能考虑多能相互支撑作用,分析多能流间的连锁故障及随时间演变过程。

关键词：安全评估多能流能量管理系统时间相依连锁故障预想故障分析

多能流分布式综合能源系统容量匹配优化与调度研究

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电网技术 2018年第11期42卷 3504-3511页

作者：任娜王雅倩徐宗磊华秀文丁涛别朝红张兄文热流科学与工程教育部重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

综合能源系统可以实现电、热、气等多种能源形式的互补供能和满足负荷需求的多能调度,从而促进可再生能源消纳能力,提高能源综合利用率。针对含电、热、气并相互耦合的分布式多能流综合能源系统的设备容量匹配优化问题,建立以系统各能... 详细信息

综合能源系统可以实现电、热、气等多种能源形式的互补供能和满足负荷需求的多能调度,从而促进可再生能源消纳能力,提高能源综合利用率。针对含电、热、气并相互耦合的分布式多能流综合能源系统的设备容量匹配优化问题,建立以系统各能量成本最低为目标,以能量平衡和设备工作特性为约束的优化模型,采用一种区域收缩算法加速寻优收敛速度。以西安市某厂房办公楼为例,采用所建模型和所提算法得到综合能源系统最小能量成本下的最优容量匹配和调度策略。结果表明,通过系统的容量匹配优化可以大大减少电、热、气的单位价格,降低多级储热器、可逆固体氧化物燃料电池的设备成本,提高太阳能电池的利用率,可有效提高系统经济性。

关键词：多能流综合能源系统容量匹配优化调度能量成本