基于博弈论的多能互补综合能源系统规划设计方法

基于博弈论构建由热电联产机组、光伏发电和电网组成的多能互补综合能源系统优化规划模型.模型以经济性为优化目标,各参与者容量为决策变量,使系统既能满足用户对冷、热、电负荷的需求,又能同时实现收益最大化.根据参与者是否结盟,提出5种博弈模式,证明Nash均衡的存在性,并通过仿真算例得到各模式下的Nash均衡策略.仿真结果表明,在满足负荷需求的同时,与非合作博弈相比,4种合作博弈联盟价值均大于0,且完全合作博弈模式下系统总收益最高.可见,只有通过采取完全合作的最优策略才能保证系统经济效益最大化.     

燃料电池综合能源系统在大学校园的应用分析

燃料电池综合能源系统兼备清洁低碳、安全高效等优势,是未来能源系统的重要发展方向,而大学校园是重要的应用场景之一。本文选取全国五类典型气候区下的大学校园作为研究对象,对燃料电池综合能源系统在大学校园的适用性进行探讨。首先,采用“最大面积法”确定系统容量,并兼顾燃料电池的部分负荷特性和多样化运行方式,分别构建“热跟随”、“电跟随”及“热电综合”三种运行模式下的能量流模型;基于所提出的理论模型,结合不同典型气候区下各地的能源价格、政策补贴、碳排放系数等,从技术性、节能性、经济性、环境性等方面进行比较与分析,并讨论了燃料电池综合能源系统在各地大学校园的适用性。结果表明,燃料电池综合能源系统在各地大学校园应用下的最高系统率可达到77.6%,最大年相对节能率为38.7%,最大二氧化碳减排率为57.1%,最小投资回收期为13.73年;“热电综合”运行模式在多数地区对系统经济性的提升较为显著;结合国内相关技术标准来看,当前燃料电池综合能源系统更适宜在北京地区的大学校园投入使用。     

计及差异化用户偏好的光储充一体化家庭用能系统多目标优化调度

基于价格型需求响应的家庭能源管理系统优化调度可显著提升家庭用能体验。同时,用户侧光储充一体化用电新模式也给家庭能源管理带来新的挑战。针对供给侧光伏出力问题,提出了一种耦合改进惯性权重混沌粒子群算法和长短期记忆神经网络的ICPSO-LSTM组合预测模型,对光伏发电进行精准化预测;针对用能侧负荷多样性特点,将其划分为不可调度、可中断、可转移三类进行精细化建模,并综合考虑电动汽车短途、中途、长途个性化用能行为及反向供电模式Vehicle to Home(V2H)。在此基础上,根据不同用能偏好,将用户划分为经济型、标准型和舒适型,构建考虑用户用能成本和舒适度的多目标优化模型,并采用ICPSO算法进行求解。最后,对比分析了典型场景下家庭能源管理系统的实施效果。     

基于变权理论的近零碳排放园区综合评价研究

近零碳排放是低碳排放的进一步深化和落地,是不断趋向于零碳排放的动态过程.以碳的形成生命周期为核心将低碳园区分成智慧型园区和生态型园区,从规划、近零碳技术、碳排放管理、环境健康四个要素出发,同时根据园区的碳排放溯源跟踪体系,形成以能源消耗、工业生产、建筑、交通、废弃物处理、碳汇、碳排放管理、健康生活为准则层的指标体系架构.当园区处于近零碳发展的不同阶段,评价指标内部差异性也不同.常权评价方法无法反映各指标对近零碳发展的影响,进而会影响评价结果的准确性.通过引入变权理论,构建惩罚型变权模型,将该模型应用于案例园区.对比常权评价和变权评价的结果可知,变权评价模型的评价结果更易区分发展等级.验证结果表明变权评价方法更切合近零碳发展的动态性特征.     

考虑可靠性和经济性的综合能源系统优化配置方法

在常规综合能源系统经济性优化分析的基础上,引入可靠性约束,形成兼顾经济性与可靠性的综合能源系统优化配置框架,并提出基于设备故障率的系统可靠性评估指标。针对典型案例的仿真分析表明,通过源侧多能互补,综合能源系统可靠性得到有效提升;然而,系统可靠性的提升可能会牺牲部分经济效益。储能装置的设置则可实现系统经济性与可靠性的双赢。另一方面,有效的政策设计亦是提高系统整体经济性,降低终端用户用能成本的有效措施。     

基于综合需求侧响应的多能存储系统优化配置

相比单一储能和需求响应(demand response,DR),多能存储和综合需求响应(integrated demand response,IDR)可显著改善多能源系统的经济性.首先构建基于激励手段的综合需求响应模型,接着对多能存储系统进行分析及建模,同时引入用户用能舒适度指标模型.最后,基于典型日负荷轮廓,以系统年最低总成本为优化目标建立多能存储系统优化配置模型.算例分析表明多能存储和综合需求响应可协同优化各时段能源供给和柔性负荷需求,可显著提高多能存储系统的经济性.