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能源互联网环境下基于分布鲁棒优化的能量枢纽负荷优化调度

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系统工程理论与实践 2021年第11期41卷 2850-2864页

作者：陆信辉周开乐杨善林合肥工业大学管理学院合肥230009 过程优化与智能决策教育部重点实验室合肥230009

能源互联网的发展使得不同形式能源之间的耦合关系不断加强,能量枢纽是能源互联网环境下多能协同互补的重要系统形态.针对包含电、气、热、氢等不同能源形式的能量枢纽,本文构建了含风力发电单元、热电联产单元、燃气锅炉、电解槽、储... 详细信息

能源互联网的发展使得不同形式能源之间的耦合关系不断加强,能量枢纽是能源互联网环境下多能协同互补的重要系统形态.针对包含电、气、热、氢等不同能源形式的能量枢纽,本文构建了含风力发电单元、热电联产单元、燃气锅炉、电解槽、储氢单元、电能储能单元和热能储能单元的负荷优化调度模型,该模型旨在满足各类运行约束条件情况下,通过优化各单元的出力,实现能量枢纽成本的最小化.进而采用数据驱动的两阶段分布鲁棒优化方法来处理风电出力的不确定性,并采用了列与约束生成算法对提出的两阶段分布鲁棒优化模型进行求解.结果表明,与随机规划方法相比,本文提出的数据驱动的分布鲁棒优化方法在处理风电出力不确定性方面具有更好的鲁棒性.而与传统的鲁棒优化方法相比,本文提出的方法更好地实现了能量枢纽负荷优化调度的经济性.因此,本文构建的负荷优化调度模型对于协调能源互联网环境下能量枢纽负荷优化调度的经济性和鲁棒性具有重要支撑作用.

关键词：能量枢纽负荷优化调度分布鲁棒优化风电

综合需求响应条件下能量枢纽负荷优化调度策略

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管理工程学报 2023年第5期37卷 105-115页

作者：周开乐吕嘉玮陆信辉杨善林合肥工业大学管理学院安徽合肥230009 过程优化与智能决策教育部重点实验室安徽合肥230009

本文针对电、气、冷、热多种能源高度耦合的能量枢纽,考虑实施综合需求响应的分时补偿价格以及给用户带来的不方便性,构建了以最小化经济成本、碳税成本和需求响应实施成本为目标的能量枢纽负荷优化调度模型。提出的模型在考虑多能协同... 详细信息

本文针对电、气、冷、热多种能源高度耦合的能量枢纽,考虑实施综合需求响应的分时补偿价格以及给用户带来的不方便性,构建了以最小化经济成本、碳税成本和需求响应实施成本为目标的能量枢纽负荷优化调度模型。提出的模型在考虑多能协同的基础上,对电、热、冷等多种可转移和可削减负荷进行调度,提升了能源互联网环境下多能互补水平,提高了能量枢纽的经济性、稳定性。该建模方法及其实用性通过一个实例得到了验证,该实例是一个由风机、热电联产单元、燃气锅炉、电制冷、电储能、热储能等设备组成的能量枢纽。基于是否考虑储能和需求响应,设计了四种仿真调度实验场景。结果表明,通过接入储能和实施需求响应,能够进一步降低能量枢纽的总成本。此外,还对能量枢纽中的能源转换设备、储能设备的参数进行了灵敏度分析,分析了参数变化对调度结果的影响,验证了模型的稳定性。提出的负荷优化调度策略,对于支撑能量枢纽的经济高效运行和能源互联网环境下多能协同互补具有重要现实意义。

关键词：能量枢纽综合需求响应负荷优化调度不方便性

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分布式与集中式储能并存的微电网负荷优化调度

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中国管理科学 2023年第2期31卷 118-128页

作者：殷辉陆信辉周开乐合肥工业大学管理学院安徽合肥230009 过程优化与智能决策教育部重点实验室合肥工业大学安徽合肥230009 能源环境智慧管理与绿色低碳发展安徽省哲学社会科学重点实验室合肥工业大学安徽合肥230009

发展微电网是合理利用可再生能源的重要途径,储能系统在协调微电网中多类型能源并实现高效的协同优化过程中发挥了重要的作用。本文构建了同时考虑分布式储能系统(distributed energy storage systems,DESSs)和集中式储能系统(centraliz... 详细信息

发展微电网是合理利用可再生能源的重要途径,储能系统在协调微电网中多类型能源并实现高效的协同优化过程中发挥了重要的作用。本文构建了同时考虑分布式储能系统(distributed energy storage systems,DESSs)和集中式储能系统(centralized energy storage system,CESS)的微电网负荷优化调度模型,该模型同时考虑了微电网的经济成本和稳定性,旨在降低微电网经济成本的同时增加微电网的稳定性。同时,提出的调度模型考虑了需求响应的影响。实验表明,与只有单一DESSs的微电网相比,同时含有DESSs和CESS的微电网可以进一步地降低微电网的经济成本,并提高微电网的稳定性。而微电网通过参与需求响应能够实现更低的经济成本和更高的稳定性。此外,研究发现经济成本和稳定性权重因子对微电网调度的影响,权重因子的选取是微电网经济性和稳定性之间的权衡,提出了兼顾微电网经济性与稳定性的最优解的求解方法。本文的研究对于具有DESSs和CESS的微电网的经济稳定运行具有重要的现实意义。

关键词：微电网负荷优化调度分布式储能系统集中式储能系统需求响应

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火电厂多台机组间负荷优化调度的研究

中国电力 1997年第3期30卷 25-28页

作者：康松张向东孙兴平东南大学九江石油化工总厂动力厂徐州电厂

对当前拥有多台机组火电厂在全厂总负荷变化，特别是调峰状态下在各台机组间分配负荷时存在的问题，提出了科学的、经济的负荷分配依据，并研制出相应的“优化调度软件”，从而可明显提高电厂运行经济性，减小因参与“调峰”而造成的损失。

关键词：发电厂发电机组调度负荷优化调度

水泥生产电耗预测与用电负荷优化调度技术研究

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水泥生产电耗预测与用电负荷优化调度技术研究

作者：张宁天津理工大学

学位级别：硕士

能源消耗问题是制约企业发展的关键所在,更是关乎国民经济与社会可持续发展的重大问题。建材工业能耗约占全国工业总能耗的13%,而其中水泥制造业的能耗量高达建材工业能耗总量的76%左右。可见,对于水泥企业能耗管理问题的研究刻不容缓... 详细信息

能源消耗问题是制约企业发展的关键所在,更是关乎国民经济与社会可持续发展的重大问题。建材工业能耗约占全国工业总能耗的13%,而其中水泥制造业的能耗量高达建材工业能耗总量的76%左右。可见,对于水泥企业能耗管理问题的研究刻不容缓。水泥生产的主要消耗能源是煤炭和电力,随着生产工艺以及自动化程度的不断提高,水泥企业的煤耗指标已呈逐年下降的趋势,但水泥综合电耗仍呈递增趋势,企业用电费用开支居高不下。针对上述情况,本文以山东某水泥厂为研究对象,通过有效的数据分析和预测技术手段,建立电耗预测模型,达到能源的合理配置和利用,以此为基础,建立用电负荷调度模型,进行峰谷平用电负荷调度,在保证产量前提下,达到日用电成本最低。通过本课题的实施,实现安全、优良供能,最终达到提高整体电能利用效率、降低消耗、节约成本的目的。首先,本文从实际出发,在分析了我国水泥行业发展现状后,深入研究了水泥生产的工业流程,总结出电耗分布及单位指标。此外,针对水泥企业能耗数据过多且复杂等特点,研究了水泥企业中的能源管理系统,尤其是能源数据采集的原理与实现,为下文的建模做铺垫。其次,运用主成分分析法解得几个影响水泥生产电耗的关键因素,有效表征和替代了原始的众多影响因素,降低了模型的复杂度。同时提出了基于改进多元非线性算法的水泥电耗预测模型,提高了模型的预测精度。之后,建立基于分时电价的水泥企业用电负荷优化调度模型,利用Matlab平台的模式搜索法、单纯形法和遗传算法进行了线性规划问题的求解,并对比了三种方法的优劣。最后,根据之前所得的电耗预测值对未来全厂各工段及主要耗电设备进行峰谷平用电调度,制定出各个主要耗电环节设备的运行时刻表。本文通过算例分析验证了电耗预测模型及改进算法的有效性,使电耗预测值与实际值有较高的吻合度,对于水泥厂的电耗预测管理具有重要的参考意义。此外还验证了用电负荷优化调度模型的正确性和Matlab求解线性规划算法的优越性。从而将线性规划应用于辅助高耗能企业优化分配资源方面,降低了用电成本,具有较强的实用性。

关键词：水泥生产电耗预测主成分分析多元非线性建模负荷优化调度

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基于机组实时性能的火电机组负荷优化调度

基于机组实时性能的火电机组负荷优化调度

作者：彭兴东南大学

学位级别：硕士

随着“厂网分开、竞价上网”为目标的电力体制改革的不断深化,电网中用电负荷峰谷差的日益增大,迫切要求提高电厂的经济性,所以研究火力发电厂厂级负荷优化调度具有重要的工程意义。本文以火力发电机组为研究对象,以标准供电煤耗量为模... 详细信息

随着“厂网分开、竞价上网”为目标的电力体制改革的不断深化,电网中用电负荷峰谷差的日益增大,迫切要求提高电厂的经济性,所以研究火力发电厂厂级负荷优化调度具有重要的工程意义。本文以火力发电机组为研究对象,以标准供电煤耗量为模型的目标函数,并对影响机组性能的各个因素进行详细的理论分析和现场数据验证。针对国内负荷优化调度的煤耗特性曲线长期不变引起的问题,对机组工况进行了划分,提出了从实时监控系统和SIS性能计算模块的历史数据进行处理后,得到正常工况时各循环水入口温度下的煤耗特性曲线,在此基础上经过理论分析得到特定工况的煤耗特性曲线的方法,并介绍了煤耗特性曲线的更新流程。然后分别建立了负荷优化分配模型和机组启停优化模型。在分析多种优化算法的基础上,着重介绍了等微增率法、动态规划法和遗传算法的理论知识,对它们在负荷优化调度中的实现等作了改进,并详细比较了约束条件的处理方式、算法结果和算法速度。为了提高研究的实用价值,在组件软件设计思想的指导下,针对芜湖电厂开发了B/S模式的、基于机组实时性能的负荷优化调度系统,由于系统可获取机组在各工况的煤耗特性曲线,并能根据机组的实时工况切换到相应的煤耗曲线,所以,优化结果可信度更高、实用性更强,可显著地提高全厂的经济性,具有良好的应用前景。最后,对研究的成果进行了总结并提出了进一步研究的建议。

关键词：火力发电机组负荷优化调度煤耗特性等微增率动态规划遗传算法

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考虑电动汽车接入的直流微电网负荷优化调度

考虑电动汽车接入的直流微电网负荷优化调度

作者：张国栋兰州理工大学

学位级别：硕士

电动汽车和可再生能源是我国两大新兴产业,在国家未来的发展中将起到至关重要的作用。可再生能源容易受到外部自然环境因素影响,导致随机性强、发展速度难以提升的问题。直流微电网系统的优点是不但无需考虑无功和频率变动对系统运行的... 详细信息

电动汽车和可再生能源是我国两大新兴产业,在国家未来的发展中将起到至关重要的作用。可再生能源容易受到外部自然环境因素影响,导致随机性强、发展速度难以提升的问题。直流微电网系统的优点是不但无需考虑无功和频率变动对系统运行的影响,而且通过协调控制接入直流微电网系统中的可再生能源及储能单元,能够促使整个直流微系统维持运行平衡,达到保障整个直流微电网的稳定性及可靠性的目的。同时,大规模的电动汽车和各种分布式电源接入直流微电网形成集中统一协调控制,可进一步促进可再生能源的有效利用,持续降低光伏和风电的成本。考虑到大量电动汽车在负荷高峰阶段很有可能同时接入电网的情况,就会导致电力系统的峰谷差增大,进一步造成电网母线电压跌落、电能质量降低等危害微电网安全运行问题。因此,亟需开展考虑电动汽车接入下的直流微电网负荷优化调度研究,分析电动汽车接入下的含风光储燃直流微电网负荷优化调度所涉及的相关问题,为电动汽车优选充电桩、实现电能削峰填谷提供策略支持,为促进国家能源互联网布局的发展提供一定支撑。本文通过模拟仿真手段分析了接入电动汽车时的直流微电网系统,包含风机发电单元、光伏发电单元、柴油发电单元和微型燃气轮机发电单元的特性以及各个发电单元的发电成本。同时,提出了一种针对单相LLC谐振变换器效率改进方法,模拟优化了变换器电感比、特性阻抗和变压器匝数比,在高输出电压区实现了双边软开关,并通过优化谐振参数使导通损耗可以达到最小。为了降低直流微电网及用户的总成本、提高直流微电网稳定性和调度经济性,本文采用蒙特卡罗方法对电动汽车接入电网的不确定性进行了仿真建模,并提出一种电动汽车随机接入直流微电网多目标负荷优化调度模型,该模型从三个方面分析了电动汽车的运行成本、环境污染治理成本、负荷方差;随后,进一步对调度模型中的目标函数和约束条件函数进行了详细讨论,通过对传统粒子群算的改进,利用改进型粒子群算法对该模型进行了高效求解。结果表明,电动汽车在有序充放电模式下,直流微电网负荷会从电动汽车无序充放电历史高价时段向低价时段转移,即降低了直流微电网运营总成本,又提高了直流微电网运行稳定性;通过管理风力发电单元、光伏发电单元、柴油发电机单元、微型燃汽轮机单元的电能输出,能够进一步降低直流微电网的运营总成本;由于成本权重因子是电网运营总成本与电网运行稳定性的重要衡量指标,管理者可利用这个成本权重因子控制直流微电网的稳定性和电网调度综合经济性方面的成本偏好及程度等;同时,调度模式能有效降低用户的总成本,提高不同充放电模式下直流微电网的稳定性。

关键词：谐振变换器电动汽车直流微电网负荷优化调度软开关

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分布式能源接入下虚拟电厂负荷优化调度决策

综合智慧能源 2024年

作者：胡嘉诚张宁曹雨桐胡存刚安徽大学电气工程与自动化学院

针对因分布式能源接入带来的特性变化和优化调度复杂性增加的问题，以电动汽车（EV）为研究对象，探讨了其在虚拟电厂负荷优化调度中的潜在作用。基于构建的EV充电行为上、下界，建立了电动汽车聚合体（EVA）的功率容量预测模型，为虚... 详细信息

针对因分布式能源接入带来的特性变化和优化调度复杂性增加的问题，以电动汽车（EV）为研究对象，探讨了其在虚拟电厂负荷优化调度中的潜在作用。基于构建的EV充电行为上、下界，建立了电动汽车聚合体（EVA）的功率容量预测模型，为虚拟电厂负荷的优化调度提供了保障。考虑到电动汽车具有不同的功率调节动态响应特性，提出了基于改进后自组织映射（SOM）算法的电动汽车聚类方法，并使用Davies-Bouldin指数来评估聚类效果，以保证不同功率调节特性EV聚类的准确性。进一步，考虑风电接入和电动汽车并网可能带来的不利影响，功率平衡等多方面约束，构建了虚拟电厂的负荷优化调度决策模型。最后，仿真结果表明虚拟电厂负荷优化调度决策保证了合理分配电动汽车聚合体容量的情况下电网的安全运行。

关键词：分布式能源虚拟电厂负荷优化调度电动汽车智能电网 Davies-Bouldin指数改进的SOM算法

改进遗传算法在复杂CHP系统负荷优化调度中的应用

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上海电力大学学报 2022年第5期38卷 478-482页

作者：白天宇杨宇郑莆燕程云瑞封康罗添赵航上海电力大学上海200090 上海发电设备成套设计研究院上海200240

多台热电联产机组组成的复杂热电联产(CHP)系统优化过程中会使得搜索域增大,优化收敛速度变慢。针对这一问题。通过借鉴内点法将原搜索范围进行离散、组合,从而将搜索范围进行合理收缩,提高了算法在寻优过程中的收敛速度,并使优化结果... 详细信息

多台热电联产机组组成的复杂热电联产(CHP)系统优化过程中会使得搜索域增大,优化收敛速度变慢。针对这一问题。通过借鉴内点法将原搜索范围进行离散、组合,从而将搜索范围进行合理收缩,提高了算法在寻优过程中的收敛速度,并使优化结果更接近全局最优。将改进遗传算法应用于某石化企业自备电厂的复杂CHP系统,并通过仿真模拟对优化结果进行验证。结果表明,改进遗传算法可以有效提高遗传算法的收敛速度和优化结果。

关键词：改进遗传算法负荷优化调度热电联产复杂系统优化搜索域