关键词： 综合能源系统   多能互补   热电联产   联合优化   潮流计算   牛顿-拉夫逊法   㶲流   㶲损   㶲平衡  

摘要： 为实现电力系统和热力系统的联合优化,提高能源的利用效率和经济效益,提出电力潮流和㶲流联合驱动的热电联产综合能源系统(CHP-IES)优化运行方法。利用极坐标形式下的牛顿-拉夫逊法进行潮流计算,经迭代后得到电力网络各节点电气量及功率、热力网络各节点温度及流量等重要参数;探究电力网络、热力网络、热电联产机组等耦合元件的㶲流计算机理,以4节点电-6节点热构成的CHP-IES为对象,分析㶲流分布和各个环节的㶲损情况,实现电力系统和热力系统的联合优化。算例证明系统满足局部和整体㶲平衡关系,其中热力系统㶲效率为97%左右。

关键词： 氢能多元利用   绿证交易机制   碳交易机制   综合能源系统   热回收利用  

摘要： 为充分利用综合能源系统的多能耦合特性和高比例新能源的特点,提出一种计及氢能精细化多元利用和绿证-碳联合交易的综合能源系统低碳经济优化调度策略。针对氢能的低碳清洁特性,建立含电解制氢、氢转电热、氢制甲烷以及热电掺氢的氢能多元利用模型,并考虑氢能利用过程中产生的余热,在氢能多元利用模型中引入热回收装置,提出氢能精细化多元利用结构;为提升新能源消纳能力以及降低系统碳排放量,分别建立碳交易机制和绿证交易机制,并针对两者之间的关联性提出绿证-碳联合交易机制;兼顾综合能源系统的经济性和环保性,建立以绿证交易成本、购能成本、碳交易成本、运行维护成本和弃风成本之和最低为目标的综合能源系统低碳经济调度模型。算例结果表明,所提模型能够提高新能源消纳能力,显著降低碳排放量,实现了能源的高效利用和综合能源系统的低碳经济运行。

关键词： 能源跨境互联   碳-绿证交易   协同优化调度   低碳  

摘要： 针对相邻国家能源市场机制不同、多边协同调度难度大等问题,提出一种考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同运行优化方法。根据不同国家综合能源系统所处位置,提出考虑热网、电网损耗的跨境综合能源系统模型。在充分考虑跨境能量流动与转化的基础上,引入跨境绿证、碳交易,建立考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同优化模型。基于所建模型的仿真结果分析表明,在跨境综合能源系统中引入碳、绿证交易可减少不同国家的综合能源系统运行成本,同时提高能源优化配置与可再生能源消纳量。

关键词： 绿色证书交易   碳交易   需求响应   低碳经济   综合能源系统  

摘要： “30·60”双碳背景下,将现有绿色证书交易、碳交易和需求响应机制实现联动,更能反映可再生能源低碳属性,实现系统低碳经济性。该文提出考虑绿证-碳联合交易与需求响应综合能源系统经济运行策略。首先,引入绿色证书交易和碳交易机制,通过绿色证书碳减排机理,联动绿色证书交易与碳交易;其次,引入需求响应机制,优化用户用能行为,促进可再生能源消纳,提高绿色证书和碳交易收益;最后,提出以购能成本、绿色证书交易成本、碳交易成本和需求响应补偿成本之和最小为目标的经济运行策略。算例结果证明:在综合能源系统中引入绿色证书交易、碳交易和需求响应机制具有优越的低碳经济性。

关键词： 海上风电   光伏发电   储能转换   多能源联合   发电运行   控制方法  

摘要： 当前的多能源联合发电运行控制结构一般设定为独立形式,控制效率较低,导致受阻电量均值比增加。文章设计一种含海上风电—光伏—储能的多能源联合发电运行控制方法,并验证其可行性。根据发电运行控制需求及标准的变化,提取多能源联合发电调峰特性,采用多时段的方式提升控制效率,设计多时段发电运行控制结构;构建随机约束自适应发电运行控制模型,采用联合调峰交叉优化处理,实现发电运行控制。最终的测试结果表明,在设定的6个测试周期内,相比传统多能源联合自动发电控制(AGC)测试组和传统惯性动态多能源联合发电优化控制测试组,多能源联合发电运行控制测试组最终得出的受阻电量均值比能较好地控制在0.25以下,说明在当前的多能源联合发电背景下,该方法的运行控制效果更佳,误差可控,具有一定的实际应用价值。

关键词： 光伏发电   风力发电   抽水蓄能电站   联合运行  

摘要： 本论文探讨了光伏发电、风力发电和抽水蓄能电站联合运行的理想场景。通过对光伏发电和风力发电技术、抽水蓄能电站原理和应用的概述,分析了它们在能源行业的地位和应用情况。进一步研究了联合运行的概念、机制和系统级别的优化策略,包括能量互补与优化调度、多能源协同供应与配电网。在经济效益和环境影响评估方面,进行了成本效益分析和环境友好性评估。最后,探讨了联合运行面临的技术挑战和发展前景,包括技术创新与应用推广、政策和市场推动因素。

关键词： 碳排权供求关系   纳什谈判   多区域综合能源系统   功率交互   合作博弈  

摘要： 随着全国碳排放权交易市场的开放,研究碳交易对于多区域综合能源系统的低碳经济运行具有重要意义。首先,针对目前碳交易成本计算既没有计及碳排权购买量约束,也没有考虑区域综合能源系统之间碳排权供求互动的问题,提出一种考虑碳排权供求关系的碳交易成本联合计算方法;然后,计及区域综合能源系统之间的功率交互,建立了基于纳什谈判的多区域综合能源系统合作博弈模型;接着,将合作博弈问题分解成两个子问题分步求解,并采用控制变量法分析了碳交易成本联合计算与区域综合能源系统之间功率交互对系统的影响;最后,通过三区域综合能源系统仿真算例进行多场景对比分析,结果表明所提模型在显著降低经济成本的同时能够避免碳排放超标。

关键词： 绿色证书交易   碳交易   管网动态特性   综合能源系统   风电消纳  

摘要： 为提高综合能源系统(integratedenergysystem,IES)的风电消纳水平,降低系统碳排放,该文提出一种碳捕集电厂–电转气联合运行模式下考虑绿色证书交易机制与阶梯式碳交易机制的综合能源系统低碳经济调度策略。首先构建绿色证书交易模型与阶梯式碳交易模型,并以绿证历史交易作为依据考虑绿证数量影响绿证交易价格的市场均衡关系;然后构建碳捕集电厂综合灵活运行模型与电转气两阶段精细化模型,将绿证–碳交易机制引入计及碳捕集电厂与电转气设备联合运行模式的综合能源系统调度中;此外兼顾气网与热网动态特性提高调度策略的灵活性以及决策结果的精确性。最后在算例中对所提调度策略进行对比分析,结果表明所提策略可能够开阔风电消纳空间,提高系统经济性以及降低碳排放水平。

关键词： 电转气(P2G)   富氧燃烧   碳捕集   多能源系统   低碳优化   碳交易  

摘要： 电转气(power to gas,P2G)技术实现了电能与天然气的相互耦合,在提升多能源系统经济性和降低系统的碳排放方面发挥着重要作用。文中针对P2G过程中电解水产生的氧气未能被充分利用的问题,提出了基于P2G与富氧燃烧联合运行的多能源系统优化调度模型。首先,将P2G过程分为电转氢过程和甲烷化过程,电转氢过程产生的氧气输送给富氧燃烧电厂使用;再将富氧燃烧电厂捕集的CO_(2)与电转氢过程生成的氢气作为甲烷化反应的原料,生成的天然气供给燃气机组使用,从而实现资源的充分利用。其次,将P2G与富氧燃烧电厂联合运行模型引入多能源系统,构建了基于P2G与富氧燃烧电厂联合运行的低碳多能源系统架构。最后,建立以多能源系统运行成本最小为目标的低碳经济调度模型,并通过设置场景对比的方式进行验证。仿真结果表明,所提模型有效降低了系统成本及碳排放量。

关键词： 综合能源系统   线性代数方程组   非线性偏微分方程   PSO算法   燃气内燃机   差分法   能源网   燃气锅炉  

摘要： 在多能源耦合的综合能源系统(IES)中,随着高比例可再生能源的高度渗透,给IES的灵活运行提出了新的挑战。考虑到天然气网的慢动态所带来的惯性特性,可利用差分法将天然气网高度非线性偏微分方程转化为线性代数方程组,同时,现有的IES大多只考虑单一机组或者耦合设备的运行状况,严重影响系统的联合优化运行。为此,本文以系统经济性和最低碳排放为目标,考虑天然气网惯性特征,构建结合燃气轮机、燃气内燃机、燃气锅炉等多种耦合设备运行约束的IES日前优化调度模型,并运用PSO算法对建立的IES优化调度模型进行求解,并借助MATLAB仿真软件编写程序进行仿真分析,最后得到使IES具有最小运行成本的调度策略。所得结果表明,在通过日前优化调度,更准确的体现了IES在协调各惯性网络及耦合设备的出力中系统的变化过程,验证了各能源网及耦合设备可在一定范围内为系统提供功率支撑,在考虑碳排放最低的前提下以实现经济最优。