基于需求响应的含热泵区域综合能源系统优化调度

来源 :东北电力大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:leeyongfan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源危机与环境污染日趋严峻,建立清洁环保、节能高效的新型能源系统迫在眉睫,综合能源系统在此背景下得到了快速发展。在以冷热电联供为核心的区域综合能源系统中,供暖季联供机组“以热定电”运行模式限制了燃气轮机调节能力,导致系统弃风现象严重、调度成本较高。充分考虑综合能源系统源侧多能互补特性与荷侧需求资源可调度价值,利用源荷协同配合、互补互济,以提高系统风电消纳能力与运行经济性,将有利于区域综合能源系统可持续稳健发展。为此,本文一方面引入制热能效比更高的地源热泵机组,通过解耦冷热电联供“以热定电”运行约束以提高系统风电接纳能力;另一方面深入挖掘电、热各类柔性负荷可调度价值,建立对应的需求响应模型协助风电并网消纳。通过源(地源热泵)、荷(需求响应)协同优化,实现区域综合能源系统节能经济运行。本文主要研究工作分为以下几个方面:首先,基于能量枢纽介绍了以冷热电三联供为核心的区域综合能源系统基本架构,对系统中主要单元进行建模分析;考虑系统内地热能可开发潜力,源侧引入地源热泵建立风电-地源热泵供热系统,阐述其供热原理特性并对其消纳弃风价值进行了分析;荷侧针对居民用电、用热负荷以及电动汽车充电负荷可调度价值进行研究,采用价格、激励两种手段建立各类负荷对应的需求响应模型,并对其消纳弃风原理进行了分析。其次,依据基于负荷聚合商的电动汽车激励需求响应策略,建立了基于激励需求响应的含地源热泵区域综合能源系统优化调度模型。源侧引入地源热泵,通过协调电源、热源出力实现联供机组热电解耦,提高风电上网空间;荷侧考虑电动汽车可调度价值,采用激励型需求响应引导充电负荷有序转移,协助风电并网消纳。以调度周期内系统运行成本最小为目标建立源荷协同优化调度模型,综合考虑能源间转换特性、各类机组运行约束、电动汽车需求响应约束等,采用成熟的商业优化软件CPLEX进行求解。算例结果表明该方法能够促进风电并网消纳、降低系统运行成本。最后,考虑用户用电满意度与供热感知模糊性,建立了考虑电价与热负荷需求响应的含热泵区域综合能源系统分层优化调度模型,通过源荷协同优化以促进风电并网消纳。上层模型采用电价型需求响应引导用户响应风电出力变化,下层模型计及供热舒适度模糊性与地源热泵作用,以调度周期内系统总成本最小为目标决策各机组最优出力,采用商业优化软件CPLEX对双层模型求解。仿真算例结果表明:该方法有效促进了风电并网消纳,减少了系统污染排放与运行费用,具有良好的社会经济效益。
其他文献
电网的广泛互联以及新能源的大规模接入,使得电力系统的结构和规模发生了深刻的变革,传统电力系统正在向新一代能源电力系统进行转变。新一代能源电力系统的重要趋势和关键特征就是“双高”,即高比例电力电子设备和高比例可再生能源。“双高”电力系统的动态特性也随之发生了深刻的变化,产生了新的稳定性问题。其中,电力系统发生低频振荡的概率不断增加,而且表现形式也变得更为复杂。出现了包括密集型低频振荡、间歇型低频振荡
近年来,随着国民经济的迅猛发展,我国电能需求量日益提升,随之而来的能源和环保问题也日益显现,有力地推动了分布式电源并网的发展,这给电力系统带来了无限机遇和挑战。微网作为整合分布式电源的有效形式,集成、管理多种类型的分布式电源与配电网通过联络线友好融合,在承担着冷、热、电等综合能源供给任务的同时,与配电网形成不同利益主体间的博弈必然会对传统经济调度带来挑战。因此,本文将从通过在配电网中对需求响应技术
随着电网结构不断增强、各类阻尼控制装置大规模配置,基于传统弱阻尼机理的电力系统自由振荡已经实现了较好的抑制,强迫振荡成为威胁电力系统安全稳定运行的主要因素之一。为了能够预防由强迫振荡引起的电力系统解列和大停电事故,快速、准确定位电力系统强迫振荡源意义重大。振荡能量流是目前电力系统强迫振荡源定位的主要方法,但基于时域振荡能量流的振荡源定位方法计算过程较为复杂,计算效率有待提升。针对这一问题,本文以基
硒化镍作为一种重要的过渡金属硫族化合物材料,因其本征吸收作用,在近红外光和可见光区域有强吸收作用,在光热转换领域有着重要的潜在价值。本文制备了硒化镍(Ni0.85Se)纳米材料,并通过原位生长的复合方式制备出硒化镍/类石墨相氮化碳(Ni0.85Se/g-C3N4)与硒化镍/碳(Ni0.85Se/C)两种复合材料,通过SEM、EDX、XRD、TEM和XPS等表征手段,对不同合成条件下Ni0.85Se
随着直流输电容量、距离和电压等级的逐步提升,以及大规模可再生能源的开发与利用,基于柔性直流输电技术构成的直流电网已成为未来高压直流输电的发展方向。由于直流电网的弱阻尼特性,导致故障后短路电流上升速率快、幅值高。为了保证电网的安全稳定运行,研制能够精准隔离故障的直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)具有重要意义。但是目前高压DCCB的研制和工程化应用存在灭弧困难、分断速度快、耗
基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电与传统直流输电方式相比具有模块化程度高、开关频率低以及谐波含量少的优点,在直流输配电领域有着越来越广泛的应用。同时,随着大容量、远距离直流输电发展的迫切需要,建设成本更低的架空线输电方案成为未来发展的重要方向,但其又存在着故障率高的缺陷。直流短路故障后,由于直流电网具有低阻尼特性,故障发展速度快
近年来,随着电动汽车直流充电桩、通讯设施等直流负载的持续增长,人们对直流配电系统的需求也日益增加。与交流配电网相比,直流配电网不需要考虑相位和谐波等问题,只需维持母线电压稳定。但是,当系统中的某些参数改变时,可能导致直流母线电压振荡,进而威胁系统的稳定性。因此,以中低压直流配电系统为研究对象并研究其稳定性具有重要意义。中低压直流母线电压稳定是中低压直流配电系统稳定的关键指标。针对由柔性变换器与输入
暂态稳定评估是电力系统安全运行的关键。近年来,人工智能算法在电力系统暂态稳定评估中取得了良好成果,但仍处于理论阶段。主要是因为将其应用于实际工程时,会面临以下困难:1)暂态稳定数据具有高维性,数据在采集、传输过程中会受到相量测量单元中噪声的干扰;2)暂态失稳样本数目远小于稳定样本数目,导致模型对失稳样本学习不足,且两类样本误分类代价不同;3)现阶段的电力系统暂态稳定分类技术均已获得良好的评估准确性
交直流电网互联规模不断扩大、可再生能源大规模并网,在改善电网大规模电能输送能力和优化电源结构的同时,也为系统电压稳定性带来巨大考验。电力系统静态电压稳定域(static voltage stability region,SVSR)是分析和评估系统电压稳定性的直观而有力的工具。为提升区域互联电力系统静态电压稳定域边界(static voltage stability region boundary,
多电压等级交直流配电网是传统交流配电网向未来新兴直流配电网转变的过渡形态,有利于可再生能源的消纳和对负荷灵活供电,同时又包含如基于双有源全桥(Dual Active Bridge,DAB)的隔离型直流变压器、电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)等大量换流设备,导致系统运行状态复杂,为其准确建模与稳定控制带来了挑战。本文主要研究内容如下:首先,对多电压等级交直流