摘要:

摘要:有效能源的获取、转换、控制和利用是现代人类文明的核心，能源互联网作为能源系统的新一步革新，将分布式能量转化、存储装置和各类型负荷构成的冷、热、电、气等能源节点连接起来，以实现多种能量双向互补与集成优化。文中选取能源互联网在多能互补集成优化方面的关键技术为研究对象。首先，总结了近年来能源互补集成的研究现状。然后，以多能流混合建模为基础，对多能系统规划、智能调控、协同控制与互动、综合评估、系统信息安全与通信及能源交易和商业服务运行模式等关键技术和挑战进行归纳。最后，对未来能源系统在多能互补优化方面的研究进行展望，以期为多能互补、集成优化提供部分研究思路。

摘要:含可再生能源的电-气-热互联多能源系统可实现多能源网络互联与多能源优化利用，有效解决资源匮乏与能源浪费等问题。能量枢纽是多能源耦合的关键，但现有的能量枢纽优化配置问题未考虑系统运行可靠性的影响。因此，重点研究多能源系统中计及可靠性的能量枢纽优化配置问题。首先，针对风机、变压器、热电联产、燃气锅炉、电储能、热储能等设备组成的能量枢纽，建立了一种新型多能源系统容量协同优化配置的混合整数线性规划模型。然后，根据该双层优化模型计及能量枢纽的运行可靠性，引入失负荷期望等可靠性指标作为约束。最后，为了确定配置方案，结合优化策略进行整体规划，同时得到各机组能量分配情况，对算例进行仿真分析。结果表明，提出的模型有利于负荷供应可靠性的提升。

摘要:提出了一种面向多能互补的分布式光伏与气电混合容量多场景规划方法。考虑到光照强度、负荷均具有显著的时序性和季节性，采用光照强度与负荷的季节性日场景削减结果作为规划模型输入的思想。首先，以多场景下的多能互补系统的基础投资成本和运营成本综合最低为目标，建立了分布式光伏与气电混合容量多场景规划模型的目标函数和约束条件。然后，将季节性多个不同场景下的运行成本与收益进行加权计算，采用细菌觅食算法对所提出的数学优化模型进行求解。最后，通过对含分布式光伏与气电混合的配电网-燃气网协同运行区域的多能互补系统典型算例进行仿真计算，验证了规划方法的有效性，分析了各种价格参数对结果的影响。

摘要:首先，分析了目前直流自耦变压器技术的特点及其缺陷所在，针对目前直流自耦变压器无法穿越直流故障的问题，分析了直流自耦变压器穿越直流故障的需求，在其基础上结合混合型模块化多电平换流器的特点，设计了具备无闭锁可穿越直流故障的直流自耦变压器子模块数目配比。其次，设计了该变压器的控制策略，保证其在正常工况和故障工况下的稳定运行。最后，在PSCAD/EMTDC下搭建了测试系统，验证了所提无闭锁穿越直流故障直流自耦变压器技术的可行性及控制策略的有效性。

摘要:针对应用于交直流配电网的电力电子变压器，根据孤岛模式下配电网的运行特性，提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策略，通过建立全局化的多端口传输模型，统一各端口的运行状态，协调各端口的能量交换，充分发挥电力电子变压器各个端口能量互通、相互支撑的优势，实现配电网的自治运行。搭建了含电力电子变压器的交直流配电网仿真系统，验证了控制策略的有效性。

摘要:主动配电网的优化运行研究是主动配电网实现经济、可靠运行的关键技术。建立了主动配电网的最优经济运行模型并以周期内系统总运行成本最低为目标函数来调度。在该模型中，综合考虑了主动配电网中的多种可调资源，例如分布式电源、储能设备、调压器、可投切电容器组及可中断负荷。针对所建立的主动配电网最优经济运行模型，提出了一种考虑约束处理机制的Kriging元模型与改进模糊粒子群算法相结合的混合求解算法，实现了对上述复杂问题的求解。算例的仿真结果验证了所提出的模型及求解算法的有效性。

摘要:随着能源互联网的发展，在未来多能源网络将深度耦合的大背景下，传统的电网调度模式已不能够满足对多能源系统协同优化的要求，电动汽车的大量推广也给制定更合理的调度策略，支撑多能源系统运行带来了新的挑战和机遇。基于上述背景，文中考虑电网潮流、天然气网潮流、能源中心供能和电动汽车出行及充电需求等约束，利用模糊理论处理电动汽车总体需求及风电出力的不确定性，以全系统供能成本和污染物排放最小为目标，建立了计及大量电动汽车接入下的多能源系统协同调度模型，并采用内点法进行求解。最后，以典型的11节点多能源系统为算例，分析了电动汽车不同充放电模式和不同能源中心结构下的调度策略及效益，并比较了不同接入车数与不同置信水平下的调度结果，验证了电动汽车参与多能源系统的协同调度能够提升系统运行的经济性。

摘要:提出一种智慧社区多能流随机响应面模型预测控制方法。采用随机响应面法获取分布式风电和光伏出力、负荷需求以及实时电价等预测误差分布特性，得到预测误差概率密度分布曲线并将其离散化，利用轮盘赌算法生成初始场景集并采用最近邻聚类法进行场景削减。考虑冷热电联供、电动汽车、储能设备等的技术经济特性，构建了兼顾经济性和环保性的多能流多目标优化调度模型，并利用随机模型预测控制方法对多能流调度模型进行在线滚动优化，从而实现日前优化和实时滚动优化的有效统一。算例结果验证了文中所提出方法的有效性和优越性。

摘要:有效提高能源利用率、促进新能源消纳以及减少环境污染成本是当下发电用电企业十分关注的问题。提出并建立了一种多能源系统交直流混合并网供能优化模型，实现了电能的交直流柔性变换与多能源的综合利用。综合分析了能源局域网内交直流系统供电特性，结合供热系统供热特性、储能装置的充放特性以及煤炭的全生命周期，考虑功率平衡约束、各装置运行约束以及环境成本约束。利用GAMS优化软件求得调度周期内，传统交流并网模型和所搭建模型各系统的最佳出力及总运行成本，将两者的运行结果从供电供热等方面比较，验证了所述模型在减少运行成本、降低有害气体排放量以及削减煤耗量方面的优势。

摘要:针对多微网及主动配电网协调运行时控制目标的不同，通过多智能体系统构建含配电网级、微网级、元件级的三层协调控制架构，将调度管理过程分为配电网级智能体调度和微网级智能体调度两个部分，提出了稳态运行时主动配电网和多微网之间的互联、互动的新方案，并在元件级智能体上设计了一种基于分布式稀疏通信网络的二级优化控制器，可以实现微网内负荷波动时元件上电压、频率的快速恢复，以及联络线有功功率的精确分配。另外，为了分析通信时滞对多微网智能体之间协调控制的影响，根据图论的基本理论对通信拓扑进行了优化设计。最后，以一个含三微网群的主动配电网为例，在PSCAD/EMTDC仿真平台上，验证了所提控制策略的有效性。

摘要:提出了一个基于多主多从Stackelberg博弈的能源交易模型，通过分析综合能源系统中多个分布式能源站和用户之间的多种能源的交互方式，求解它们之间的均衡交互策略。在博弈模型中，分布式能源站作为领导者负责购入天然气来生产用户所需的电能和热能，通过竞争决定能源价格，并且根据用户需求优化生产方式，从而最大化各自的收益。能源用户作为跟随者，以最大化消费者剩余为目标，根据能源价格决定电需求和热需求。通过分析博弈的性质，证明了该博弈模型存在唯一的均衡解，并推导出了该均衡解的闭式表达式。同时，提出了一个分布式算法，仅使用有限的信息求解出能源交易双方的均衡解。经算例验证，所提的博弈方法和分布式算法可有效地求解出分布式能源站和用户的均衡交互策略。

摘要:针对能源互联网的重要组成部分——综合能源微网，构建了独立模式下的综合能源微网多能存储系统优化配置模型，提出了包含储电和储热系统的额定功率、容量的配置方法。其中，储电系统模型计及供暖期与非供暖期蓄电池寿命的估算。模型以经济性作为指标，考虑热电联产机组的热电耦合相关约束，包括热-电平衡、机组爬坡、储能系统以及自给自足概率等，采用基于机组出力和储能系统功率分配策略的细菌群体趋药性算法模型进行求解。并探讨了加装储能系统的热电联产机组的运行特性。结果表明，提出的多能存储系统配置方法在供暖期和非供暖期均具有显著经济和环境效益，并促进了风电消纳。

摘要:多能源互补是分布式能源系统的重要发展方向，相比于化石能源驱动的分布式能源系统，其节能特性的评价方法研究尚有不足。针对多能源热互补分布式能源系统提出节能率的计算方法，将系统输入的低品位非化石能源按其做功能力统一折合成燃料，与输出相同产品的常规分产系统进行比较得到节能率。通过典型太阳能与燃料互补的分布式能源系统比较分析了3种节能率计算方法下，可再生能源占比、不同形式能量输出比、热/热化学输入热的温度等参数对系统节能性的影响规律，并以具体的热电联产案例验证了文中节能率计算方法的适用性。结果表明，所提出的节能率计算方法能够更为合理地评价含有非化石能源的多能互补系统节能特性，获得了节能率随可再生能源占比增大而增大，随热互补太阳能集热温度升高而降低，随热化学互补太阳能集热温度升高而先上升后下降的规律，反映了根据能的品位合理利用非化石能源和提高多能互补技术先进性能够改善系统的节能性能。

摘要:多种能源互补发电协调运行逐步成为未来电力系统的发展方向，对其互补特性进行准确分析也显得尤为重要。结合多能互补发电系统的运行特点，利用互补系数将分系统评价与联合发电系统评价相结合，构建了适用于评价风光水互补特性的指标框架。基于该指标框架，以中国西部某省的风电场、光伏电站和水力发电站为例，对风光水互补发电运行特性进行了分析。结果表明，风光水互补发电系统的有功功率输出特性可以对系统负荷保持良好的跟踪，在日内时间尺度存在较强的互补性。

摘要:电力系统、热力系统联合优化运行已成为提高电力系统调峰能力及风电消纳率的有效途径之一。在详细分析热网拓扑结构及其水力、热力模型基础上，建立了计及热网回水管网热损失的热网递推模型。研究了热电机组、电锅炉等耦合元件模型，建立了电热联合系统潮流模型。通过分析热网运行方式，提出了热网潮流的前推回代计算方法。模型可方便处理多分支辐射热网及其电锅炉等能量转换装置，且计算过程中无需解算热网水力模型，无需复杂的网络编号，也不用形成导纳矩阵，具有编程简单、计算速度快等特点。实例分析表明，回水管网热损失较大，计算中不可忽略，且合理选择热源出口参数可提高电网风电消纳率。

摘要:利用区域综合能源系统提高负荷侧运行灵活性是提升电力系统内高比例可再生能源消纳能力的重要技术手段，并且区域综合能源系统内的储能设备可以通过解耦热电联系来有效降低运行成本。用场景分析法对可再生电源出力随机性进行建模，以揭示可再生能源的随机波动性对含有冷热电联供的区域综合能源系统的运行优化所带来的影响。在考虑系统内设备特性后，建立了包含能源转换设备、能源储存设备在内的区域综合能源系统模型，并采用Yalmip工具箱和商业软件Cplex在MATLAB中进行了仿真分析，求得了系统内各个单元最佳出力、机组组合和不同调度模式下总运行成本。仿真算例表明，含有冷热电联供的区域综合能源系统可以通过储能设备有效解耦其热电运行约束，充分发挥区域综合能源系统依附能源互联网运行所带来的经济优势，提高能源利用效率。

摘要:针对区域综合能源系统多主体高耦合的特点，提出一种由供能商、配电网和用户组成的多主体双层博弈互动策略。博弈互动策略包括调度和竞价两个方面。调度部门协调各方可调资源，根据供能商的报价和配电网的分时电价预测多能负荷，以系统用能费用最小为目标协调优化，真正实现合作博弈下的多能互补。文中在非完全信息和有限理性的假设下设计供能商报价和系统结算策略。在此基础上，根据历史调度结果和自身机组特性，以追求自身最大利益为目标，模拟供能商代理的冷热电日前市场非合作竞价策略后上报调度部门，并采用Q-Learning算法优化多代理竞价策略。应用实际算例研究区域综合能源系统调度-竞价双层博弈过程的演化规律，并分析了所提策略的局部Nash均衡性。

摘要:当前中国天然气分布式能源补贴政策较为欠缺，仅少数省市出台了相关政策，且补贴模式仍存在不足，亟须制定补贴指导性标准。首先结合特定项目分类方式和项目实际发展阶段规律，提出了天然气分布式能源分阶段补贴机制，同时提出了能源项目发展阶段界定办法。其次建立了基于内部收益率法的天然气分布式能源补贴测算模型，定量分析了补贴额度与能源项目内部收益率之间的关系。最后分析了上海市分阶段补贴算例，为各省市天然气分布式能源补贴政策的制定提供了参考。

摘要:虚拟电厂中风、光等可再生能源出力及市场电价的不确定性会导致其收益具有一定的风险性。合理配置虚拟电厂中风电、光伏、储能以及常规机组的容量，能够降低系统成本，使投资者的利益最大化。以投资和运行成本最小为优化目标，采用条件风险价值作为风险量度的指标，建立了一种基于投资组合理论中计及风险量度的虚拟电厂容量优化配置模型。在此基础上，探讨风险偏好对规划虚拟电厂多电源容量配置的影响，以及环境成本、自然资源及负荷之间的相关性对配置结果的影响。以美国德克萨斯州某地区附近的风、光资源，电价及负荷数据为实例，采用场景技术模拟不确定性。算例结果表明了该模型的正确性，可为不同风险偏好的投资商在规划建设虚拟电厂时面对多电源容量配置问题提供定量依据。

摘要:区域综合能源系统既为多元能源耦合利用提供了平台，又使得用户多样化的能源需求成为可能。首先分析了区域综合能源系统的结构与优势，考虑了区域综合能源系统内部能源之间的耦合关系，系统描述了不同环节中能量的转换、流通、分配及存储等情况。以配电系统为核心，耦合分布式能源、天然气、地热能、交通等多元能源系统，分别从能源环节、装置环节、配电网环节和用户环节提炼出具有普遍适应性的指标，进而对区域综合能源系统展开综合评估，并采用网络分析法(ANP)-反熵权等方法确定了指标的权重和评分函数，解决了指标之间含义交叉、互相影响导致权重计算失准的问题，并在实际算例中验证了方法的可行性，准确地评估中国区域综合能源系统的发展水平，并为中国区域综合能源系统的发展提供相应建议。

摘要:能源行业中多种能源的整合对未来市场化交易提出了新的需求，区块链作为一种新型的信息化技术能够有效地支撑能源领域产业新业态的创新服务模式拓展。为了拓宽未来多能互补控制技术的应用，实现多能系统中多方信息资源和物理资源的整合，解决互补集成控制过程中的交易安全问题，文中基于多能系统互联交易需求及现阶段区块链的技术发展现状，重点分析了区块链在多能系统中的应用适用性以及异构区块链所带来的信息互联互通问题，提出了构建基于异构区块链技术的多能系统交易体系的必要性和方法。最后，详细分析了异构区块链技术在多能系统中应用的关键技术以及后续业务发展的局限性，并给出相关问题解决的技术方案和相应的建议，有效地支撑了未来多能系统下多种形式的异构区块链交易结算的工作。

摘要:打破不同能源系统之间相互分立的格局，实现多能源系统的集成与协同是解决可再生能源消纳问题的有效途径。首先，分析了多能源系统理论与方法研究框架，在此基础上从基本建模、运行优化、系统规划等多个角度评述了现有的研究并提出相应的思考。然后，将现有研究分为“以电-热耦合为主的区域多能源系统”和“以电-气耦合为主的跨区多能源系统”两个典型研究对象，综述了面向新能源消纳的多能源系统的关键研究点。最后，总结了面向可再生能源消纳的多能源系统关键科学问题，并对多能源系统未来的研究方向做了展望。

摘要:随着能源互联网的发展和能源交互程度的加深，多能源集成耦合系统对供能可靠性提出了更高的要求。因此，量化不同能源之间的耦合逻辑关系，研究综合可靠性评估方法是目前亟待解决的重要问题。针对传统可靠性评估方法难以合理有效地评估多能源耦合系统供能可靠性的问题，首先，以综合能源微网作为研究对象，结合能源集线器模型构建了典型微网系统的物理模型。其次，建立设备元件的状态模型并梳理微网系统可靠性的评价指标。然后，在此基础上，分析微网系统的运行机制、时序模型及存在的能源品位差异的问题，并通过故障模式影响分析法与蒙特卡洛模拟法相结合的方法，分别建立并网与电孤岛两种典型运行模式可靠性的评估模型，提出评估流程。最后，通过实际算例，评估综合能源微网年可靠性指标及典型场景典型时段内预安排停运的可靠性，进一步说明所提方法的有效性与实用性。

摘要:园区级综合能源系统中，燃气三联供和热泵在供冷(热)时均可优先选用，确定二者最佳的匹配容量是综合能源系统规划设计的重点之一。文中提出了一种通过解析法确定燃气三联供和热泵最佳匹配容量的方法。该方法基于各类设备单位装机容量在考察期内净现值的计算式，结合各负荷区间出现的频数统计，得到不同容量匹配方案下燃气三联供和热泵设备的年等效满负荷运行时数及相应的收益，通过比较考察期内系统总的净现值确定最优容量匹配方案。结合案例对本文所提出的分析方法进行了验证，指出推导分析法的优势在于可将最优结果产生的过程呈现，便于各参与方相机决策。