检索结果-内蒙古大学图书馆

基于双步投影算法的多区域互联电热综合能源系统的三层分布式可信分布鲁棒优化调度

中国电机工程学报 2025年第6期45卷 2097-2109,I0005页

作者：杨畅李正烁薛屹洵曹泽昊葛怀畅张佳惠山东大学电气工程学院山东省济南市250061 山西省能源互联网研究院山西省太原市030024

多区域互联电热综合能源系统(integrated electricity and heat system,IEHS)成为未来能源互联网发展的重要方向。在多区域互联IEHS协同中,电力系统运营商须同时与省级调度中心和本地区域供热系统运营商协同,因此对分布式协同算法的收... 详细信息

多区域互联电热综合能源系统(integrated electricity and heat system,IEHS)成为未来能源互联网发展的重要方向。在多区域互联IEHS协同中,电力系统运营商须同时与省级调度中心和本地区域供热系统运营商协同,因此对分布式协同算法的收敛性提出更高要求;同时,各区域间可再生能源不确定性的时空关联特性进一步加剧了各区域子调度问题的本地计算求解难度。该文提出基于双步投影算法的多区域互联IEHS三层分布式可信分布鲁棒优化调度模型。首先,基于双步投影算法,提出适用于多区域互联IEHS的三层分布式协同调度模式;其次,在不确定性调度模型方面,提出可信分布鲁棒优化模型,以提升分布鲁棒优化的经济性,并基于对偶理论、Bonferroni不等式与条件风险价值近似方法,将可信分布鲁棒模型转化为确定性线性模型;然后,提出基于双步投影的快速分布式协同算法,以实现多区域IEHS调度问题的快速分布式求解。不同规模案例仿真表明,所提可信分布鲁棒模型能显著降低IEHS的调度成本,且所提双步投影算法能在极少迭代次数内求解出多区域IEHS的全局最优解,与集中式调度的误差小于千分之一。

关键词：电热综合能源系统多参数规划分布式优化分布鲁棒优化机会约束

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考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 214-222,254页

作者：申鸿帅吕家君李更丰熊飞王世豪王亚培冯怡西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室陕西西安710048 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 国网西安供电公司陕西西安710032

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活... 详细信息

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活热源-热网-热储协同规划模型。提出预定参数型、功率平衡下最优投资型、变流量温度下最优投资型、时间系数离散型4种热储建模方法,实现热储灵活配置,采用二项式凸松弛和大M法将非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型求解。通过算例分析验证了所提方法可以有效提升规划方案的经济性,保证系统运行可行性,实现风电高比例消纳。

关键词：电热综合能源系统优化规划储热罐变流量-变温度策略二项式凸松弛

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基于热网可行域的电热综合能源系统经济调度

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高压电器 2025年第5期61卷 64-71页

作者：钱科军李洁李亚飞朱丹李圆琪张苏涵陆帅国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司江苏苏州215000 东南大学南京210000

文中研究了基于热网可行域的电热综合能源系统(integrated heatandelectricsystem,IHES)经济调度问题,以实现经济调度问题的快速、精确计算。首先,建立了电热综合能源系统的基本模型描述了多能流的分布,包括基于改进直流模型的电力系统... 详细信息

文中研究了基于热网可行域的电热综合能源系统(integrated heatandelectricsystem,IHES)经济调度问题,以实现经济调度问题的快速、精确计算。首先,建立了电热综合能源系统的基本模型描述了多能流的分布,包括基于改进直流模型的电力系统模型、基于偏微分方程的供热系统(district heatingsystem,DHS)动态模型和基于可行域的耦合设备模型。接着,通过一种全解析方法将偏微分形式的热网模型转化为显式的代数方程组,并通过网络等值推导热网可行域模型,在维持精度的同时实现热网动态模型的降维。在此基础上,进一步考虑电热综合能源系统的运行安全约束,结合热网可行域模型建立电热综合能源系统经济调度模型,以此实现运行成本的最小化。最后,通过算例仿真对比,验证了基于全解析法的热网可行域模型在电热综合能源系统经济调度问题中的效率、精度优势。

关键词：电热综合能源系统偏微分方程经济调度动态模型全解析法可行域

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计及热网灵活性恢复过程的电热综合能源系统鲁棒超前调度

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高电压技术 2023年第8期49卷 3173-3184页

作者：王秋实杨明李鹏焦敏于一潇李梦林山东大学电气工程学院济南250061 国网山东省电力公司莱芜供电公司济南250013

热网的动态特性使其能够为电力系统提供可观的灵活调节能力,促进新能源并网消纳。然而,如何充分挖掘、准确评估热网的灵活性潜力而尽可能维持热能供需的长期平衡,减少灵活性潜力挖掘对热网运行的影响是当前亟待解决的问题。为此,提出了... 详细信息

热网的动态特性使其能够为电力系统提供可观的灵活调节能力,促进新能源并网消纳。然而,如何充分挖掘、准确评估热网的灵活性潜力而尽可能维持热能供需的长期平衡,减少灵活性潜力挖掘对热网运行的影响是当前亟待解决的问题。为此,提出了计及热网灵活性恢复过程的电热综合能源鲁棒超前调度方法。首先,设计了热网灵活性恢复策略,进而构建了兼顾灵活性供给与恢复过程的热网灵活性量化模型。其次,引入风电接纳风险指标,兼顾系统运行成本与风险,构建电热综合能源系统鲁棒超前调度模型。而后,融合分段线性近似、大M法等,设计了兼顾计算精度与效率的求解方法。最后,基于小型规模测试系统,验证了所提方法的有效性。算例分析结果表明:相较于传统的电-热系统协同调度策略,采用所提方法,风电可接纳范围提升10.72%,综合成本降低0.87%,有效提升了系统的安全性及经济性。同时,基于大型规模测试系统,验证了所提模型求解方法具有良好的计算效率。

关键词：电热综合能源系统灵活性恢复过程热网灵活调节能力量化风电可接纳范围超前调度

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考虑单峰分布的电热综合能源系统风险调度

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电力自动化设备 2023年第8期43卷 17-24页

作者：刘铜锤潘文霞刘明洋朱珠河海大学能源与电气学院江苏南京210098 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司浙江宁波315200 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450007 铜陵学院电气工程学院安徽铜陵244061

不确定可再生能源并入电热综合能源系统后将引发系统运行风险,而通过合理量化风险,实现风险可控性和调度经济性平衡是电热综合能源系统风险调度的关键。依据随机风电功率的单峰分布特性构建矩模糊集并以此刻画风电功率的不确定性,同时... 详细信息

不确定可再生能源并入电热综合能源系统后将引发系统运行风险,而通过合理量化风险,实现风险可控性和调度经济性平衡是电热综合能源系统风险调度的关键。依据随机风电功率的单峰分布特性构建矩模糊集并以此刻画风电功率的不确定性,同时采用分布鲁棒机会约束方法来刻画系统的运行风险,进而建立了电热综合能源系统的分布鲁棒风险调度模型。在此基础上,从风险发生概率和经济成本的角度,提出了评估不确定风电功率引发运行风险的量化指标:均值风险概率和风险调度成本。最后,以改进的巴厘岛电热综合能源系统为例进行算例分析,验证了所提模型及其风险评估指标的可行性和有效性,并给出了电热综合能源系统的最优调度决策。

关键词：电热综合能源系统风险调度分布鲁棒机会约束风险评估指标单峰分布特性

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计及多能源集线器的电热综合能源系统分布式优化

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电力自动化设备 2022年第1期42卷 37-44页

作者：程恩林卫志农嵇文路叶婷陈胜周亦洲孙国强河海大学能源与电气学院江苏南京211100 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210019

由于电热综合能源系统各主体信息不共享、存在隐私保护等,区域内不同主体的自治决策和通信安全变得至关重要。为此,提出一种基于交替方向乘子法(ADMM)的电热综合能源分布式优化方法,以实现电热综合能源系统中能源集线器(EH)的自治决策... 详细信息

由于电热综合能源系统各主体信息不共享、存在隐私保护等,区域内不同主体的自治决策和通信安全变得至关重要。为此,提出一种基于交替方向乘子法(ADMM)的电热综合能源分布式优化方法,以实现电热综合能源系统中能源集线器(EH)的自治决策和分布式优化。建立了电热综合能源系统与EH的优化调度模型,并建立了基于ADMM的电热综合能源系统分布式优化模型,实现了综合能源系统运营商与多个EH运营商的分布式功率交互。同时,采用自适应步长的方法求解所建立的模型,提高了算法的收敛性。

关键词：电热综合能源系统能源集线器分布式优化交替方向乘子法功率交互

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电热综合能源系统分布式抗差状态估计研究

电热综合能源系统分布式抗差状态估计研究

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作者：胡云龙南京师范大学

学位级别：硕士

随着能源危机加剧,为了提高能源总体利用效率和可再生能源的消纳能力,传统单一能源系统逐步向综合能源系统发展。根据综合能源系统的特点,提出适用于综合能源系统的状态估计方法,为综合能源系统的能量管理系统提供准确可靠的数据,从而... 详细信息

随着能源危机加剧,为了提高能源总体利用效率和可再生能源的消纳能力,传统单一能源系统逐步向综合能源系统发展。根据综合能源系统的特点,提出适用于综合能源系统的状态估计方法,为综合能源系统的能量管理系统提供准确可靠的数据,从而实现对于综合能源系统的精准预测、决策和控制。在上述背景下,本文对电热综合能源系统的状态估计问题展开深入研究,具体内容如下: 首先,提出考虑水力模型和热力模型的热力系统状态估计方法。基于加权最小二乘估计准则建立包含水力模型和热力模型的量测方程,通过与仅考虑水力模型和仅考虑热力模型的估计方法对比,验证所提出的估计方法具有更好的估计精度。其次,针对已有的电热综合能源系统集中式状态估计方法一般为非凸优化模型,且并未考虑到能源系统之间信息传输问题,提出应用于电热综合能源系统的分布式双线性状态估计方法。通过引入中间辅助变量,将原始的非线性量测方程转化为两阶段双线性方程。针对第一阶段建立的线性加权最小二乘状态估计数学模型,采用在凸优化问题中能保证收敛至全局最优解的改进交替方向乘子法求解。在算例分析中,通过与单独估计、集中式估计和普通分布式估计方法对比,验证了该方法能够在保证状态估计结果精度的前提下,进一步减少了计算时间。最后,考虑到量测系统不可避免出现不良数据的问题,提出基于Hampel估计的电热综合能源系统分布式抗差估计方法。基于M估计的抗差理论,利用等价权函数,构造电热综合能源系统分布式抗差估计模型,最后利用分布式估计求解方法求解。在算例分析中,通过设置单一不良数据、强相关不良数据和多比例不良数据,并与经不良数据辨识环节的加权最小二乘法和加权最小绝对值法对比,验证了所提方法面对强相关不良数据时具有良好的抗差性,且随着不良数据比例的提升,抗差性能更为突出,能够有效降低误差。

关键词：电热综合能源系统分布式状态估计抗差状态估计交替方向乘子法

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电热综合能源系统中热力管网动态建模及协调运行研究综述

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全球能源互联网 2021年第1期4卷 55-63页

作者：徐飞郝玲陈磊田冉魏名山陈群闵勇清华大学电机系(电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室) 北京市海淀区100084 北京理工大学机械与车辆学院北京市海淀区100081 清华大学工程力学系(热科学与动力工程教育部重点实验室) 北京市海淀区100084

电热综合能源系统中的热力管网由于较强的热惯性而具备被动储热能力,可以提高电力系统的调节能力,为大规模可再生能源并网消纳提供空间。利用热力管网储能的方法可在不增加额外设备与投资的前提下,仅通过电力、热力系统的协调优化,达到... 详细信息

电热综合能源系统中的热力管网由于较强的热惯性而具备被动储热能力,可以提高电力系统的调节能力,为大规模可再生能源并网消纳提供空间。利用热力管网储能的方法可在不增加额外设备与投资的前提下,仅通过电力、热力系统的协调优化,达到平抑可再生能源波动性与间歇性、提高可再生能源使用率的目标。该方法已成为目前较具潜力的灵活性提升手段之一,逐渐受到国内外广泛关注。热力系统本身具有多变量、非线性、时延性等特点,且热力管网运行调节独立于电力系统调度之外,导致在刻画评估热力管网所具备的调节能力时,面临电热系统动态建模难以兼容、异质能源系统运行机制难以协调等瓶颈。研究围绕热力管网动态特性建模及电热协调优化等方面,对利用热力管网热惯性提升电热综合能源系统调节能力的研究方法展开回顾:比较分析了节点法、元素法、集总参数法、等效热电路法及能路法等动态建模方法的优劣,剖析了电力系统与热力管网协调运行研究中的关键要素,并针对进一步研究方向提出了几点建议。

关键词：电热综合能源系统热力管网动态建模优化运行可再生能源消纳

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考虑不确定性的电热综合能源系统低碳运行与量化评估

考虑不确定性的电热综合能源系统低碳运行与量化评估

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作者：许冠一华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着能源需求不断增长，能源短缺和环境问题日益严峻。改善能源消费结构，发展低碳电力是重中之重。以互联互动为特征的电热综合能源系统利用电热间的互补特性，为实现双碳目标提供可能。然而电热综合能源系统中诸多不确定性因素影响系... 详细信息

随着能源需求不断增长，能源短缺和环境问题日益严峻。改善能源消费结构，发展低碳电力是重中之重。以互联互动为特征的电热综合能源系统利用电热间的互补特性，为实现双碳目标提供可能。然而电热综合能源系统中诸多不确定性因素影响系统优化运行，同时也会降低系统灵活性和可靠性。因此，本文面向多种不确定性，对电热综合能源系统低碳优化运行与量化评估展开研究。　　主要研究内容包括:　　(1)描述电热综合能源系统架构，研究系统内能量流动关系，建立含有热电联产机组、风电机组、光伏机组、电热泵、储电装置和储热装置的电热综合能源系统模型;分析系统优化调度中存在的不确定性因素，归纳不确定性分析方法，为下文研究奠定理论基础。　　(2)基于条件风险价值理论，对风、光机组出力不确定性进行量化，建立弃风、弃光风险成本模型;考虑环境效益，构造碳-绿证联合交易机制;以系统运行成本最低、弃风弃光风险成本最低和碳排放量最低为目标，建立基于条件风险价值的低碳优化调度模型。算例结果表明，该方法能有效减少弃风、弃光，降低碳排放量和系统成本。　　(3)基于风光机组出力、负荷需求和设备故障率的期望、方差等矩信息，构建椭球不确定集;将分布鲁棒条件风险价值与传统灵活性、可靠性指标进行结合，建立基于分布鲁棒条件风险价值的电热综合能源系统量化评估模型，评估系统稳定运行的能力。算例结果表明，所提指标能准确评估系统性能，所得调度策略可以提高电热综合能源系统灵活性和可靠性。

关键词：电热综合能源系统低碳运行量化评估不确定性

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基于精细化热网模型的电热综合能源系统潮流计算研究

基于精细化热网模型的电热综合能源系统潮流计算研究

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作者：彭霖灏南昌大学

学位级别：硕士

综合能源系统统筹了多种能源,是提升能源利用率,实现低碳目标的重要途经。电热综合能源系统通过电热两种能量之间的协调互补实现了不同能源之间的高效利用,是目前综合能源系统的重要表现形式之一。同时对电热综合能源系统进行潮流计算... 详细信息

综合能源系统统筹了多种能源,是提升能源利用率,实现低碳目标的重要途经。电热综合能源系统通过电热两种能量之间的协调互补实现了不同能源之间的高效利用,是目前综合能源系统的重要表现形式之一。同时对电热综合能源系统进行潮流计算研究是综合能源系统的重要研究方向之一。但目前的电热综合能源系统潮流计算研究中都是基于传统热网模型,对其中的水力模型和热力模型考虑得不够详尽,因此,本文针对热网模型中的水力模型和热力模型展开了精细化研究,具体而言,本文完成了以下工作: 首先,本文介绍了基于图论的热网理论,详细描述了热网网络矩阵及其矩阵内元素的含义。在已有的精细化水力模型的基础上,本文引入了受流体状态影响的摩擦力模型,构建了改进的精细化水力模型。在热力模型方面,本文考虑了管道铺设方式的影响,对比分析了不同管道铺设方式下管道结构和热特性的不同,推导出稳态下双管共壳直埋铺设方式的管道温降方程。其次,本文介绍了电热综合能源系统的运行规则以及设备模型。针对改进的精细化水力模型,本文对水力潮流计算方程进行修正,并对迭代过程进行分析,构建了关联矩阵更新模型。针对考虑管道铺设方式影响的热力模型,本文加入了对管道温度计算顺序的判别及步骤,构建了对应的水力-热力潮流计算流程,综合上述工作,本文提出了一种基于精细化热网模型的电热综合能源系统潮流计算方法。最后,在仿真分析阶段,通过不同场景的设置,本文比较了各模型对潮流计算结果以及对系统调度的影响。结果表明:改进的精细化水力模型能够更加准确的描述管道水流量的变化,反映负荷变化对潮流计算结果的影响,减少因模型不精确带来的误差。采用双管共壳直埋铺设方式能够提升节点的温度,且有效降低机组热出力。经最优潮流调度后,该铺设方式能进一步挖掘机组出力下限,降低系统运行费用。

关键词：电热综合能源系统精细化水力模型管道铺设方式潮流计算

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