运行优化

本成果涉及燃料特性、锅炉设计、运行优化、环保等较宽技术领域。 煤炭高效梯级综合利用是国家重要发展战略之一。半焦是烟煤或褐煤经热解，脱除部分水分及挥发分形成的固态物质，属于煤化工的副产品之一，产量较大，但在冶金等传统行业利用不足 40%，严重阻碍该产业持续健康发展。电站煤粉锅炉及工业炉可消纳半焦产能，且半焦具有高热值、低硫、低氮等优点，是洁净可靠的发电燃料，但其挥发分低、磨损性结渣性强，易引起燃烧不稳、设备损耗、结渣沾污重等问题，制约其在电站煤粉锅炉及工业炉的规模化应用。 本成果可拓宽火电行业燃料选择范围，提升企业燃料安全性与企业竞争力，实现发电、煤炭与化工等企业的共赢，同时对国家煤炭综合利用具有积极的推动作用，并为我国其它超低挥发分燃料的研究与利用提供可靠的技术支持和手段，对电力行业的科技进步具有推动作用。

借助数字化与智能化技术手段，构建区域能源互联网边云协同智能理论与关键技术，对于实现能源互联网的全景感知和运行优化具有重要意义，是实现多种能源协同互补与清洁能源高效消纳的重要手段。本报告，首先对区域能源互联网的研究背景与意义，如何通过人工智能实现数字化赋能进行概述；在此基础上，提出区域能源互联网边云协同优化整体框架与关键技术；最后，对区域能源互联网边云协同智能优化技术的发展趋势进行展望。

以能源交易为背景，针对多微电网合作中的运行优化问题，提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略，旨在实现微电网之间的合作，以最大化整体利益，同时考虑能源交易和成本优化。首先，将各微电网视为博弈参与者，构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型，通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次，采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)求解此多参与者优化问题，通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后，在每次迭代中，各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略，并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调，以达到全局一致性。结果表明，该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升，有效促进了可再生能源的消纳水平，平衡了各参与者的利益，同时降低了能源成本。

针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题，提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先，为使矿区伴生能源得到充分利用，搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次，为降低矿区碳排放量，在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时，引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT)，通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后，调用CPLEX商业求解器，以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明：优化后的CMIES碳排放量显著降低，运行成本大幅减少。

为实现新型电力系统的低碳经济目标，提出一种计及生命周期评价(life cycle assessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先，考虑灵活可调度的柔性负荷，构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后，运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放，并结合碳交易机制，建立碳交易成本计算模型。最后，基于合作博弈策略，建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型，并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明，所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量，有效促进系统低碳经济的发展。

为了解决在多重因素作用下难以准确评估OPGW光缆风险的状况,文章提出了一种基于纤芯应变特征聚类的OPGW光缆风险辨识方法。首先,分析了OPGW纤芯应变特征,包括OPGW光缆运行参数监测和OPGW纤芯应变相关参数特征。然后,以OPGW应力应变和布里渊频移为特征参数,采用初始聚类中心优化K均值聚类实现OPGW光缆风险辨识。算例结果表明,所提方法能够对OPGW的风险特性进行有效识别,有效支撑OPGW光缆的运行与维护。

分布式电源的高渗透率接入使得配电网运行波动性剧增，潮流流向多变，并可能带来电压越限、功率倒送、经济性差等问题。针对上述问题，挖掘智能软开关、移动储能等新型电力电子装置对柔性配电网的调控潜力，提出了一种考虑移动储能接入的柔性配电网运行优化策略。首先，对柔性配电网中多类型设备进行建模，通过智能软开关直流环节接入移动储能，建立了含移动储能接入的智能软开关模型。其次，计及系统潮流约束、柔性设备运行约束、移动储能运行约束等多类型约束，以最小化电网运行成本为目标函数，提出了考虑移动储能接入的配电网运行优化策略。最后，利用改进的IEEE 33节点配电网进行算例测试，验证了所提方法的有效性并分析了所提方法对高比例分布式电源接入下配电网运行经济性的提升效果。

为有效应对气候变化，促进虚拟电厂(virtual power plant，VPP)的健康发展，基于区域气候模型(providing regional climate for impact studies，PRECIS)、BP神经网络预测模型和区间优化算法，提出了适应气候变化的VPP运行优化模型。应用PRECIS模拟2025年不同碳排放情景下气温、风速和辐射量等气象要素的变化规律；基于PRECIS气象要素模拟结果，应用BP神经网络模型预测2025年光伏电站的发电量；将区间优化算法与发电量预测结果相耦合，以此降低光伏发电不确定性对优化模型模拟结果的影响。结果显示，该模型可生成适应气候变化的VPP最优运行策略，降低系统运行成本，提升VPP运行效益。