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智能能源枢纽系统电热响应负荷多目标优化调度
摘要 – 本研究提出了未来一天智能能源中心系统 (SEHS) 的多目标优化调度。SEHS 由互连的能源混合系统基础设施组成，例如电力、热能、风能、太阳能、天然气和其他燃料，以在双向通信平台上供应多种类型的电力和热能负荷。本文中的所有目标均被最小化，包括 1) 发电侧的运营成本和排放污染，2) 需求侧的能源供应概率损失 (LESP)，以及 3) 未来一天电力和热能负荷与最佳电力和热能水平的偏差。提出了第三个目标，即使用需求侧管理 (DSM) 通过电力和热能可转移负荷 (SL) 的最佳转移来平坦电力和热能需求曲线。此外，还通过蒙特卡洛技术对可再生能源 (RES) 和电力和热能负荷进行随机建模。利用GAMS优化软件，通过ε约束方法实现所提方法，以获得目标函数的非支配Pareto解。然后，通过决策方法，选出非支配Pareto解中的最优解。最后，通过两个案例研究和案例研究中的敏感性分析来验证所提方法的有效性。
SoftwareX highRES-Europe：高空间和时间...
高空间和时间分辨率电力系统模型 highRES 用于为英国和欧洲设计具有成本效益、灵活性和天气适应性的电力系统。该模型专门用于分析高比例可变可再生能源的影响并探索整合/灵活性选项。随着可再生能源在发电中的比例增加，电力需求和供应之间的不平衡将日益加剧。highRES 是一种高分辨率电力系统模型，它同时考虑基础设施规划（投资）和运营（调度）决策，以确定最具成本效益的策略来应对不断增长的间歇性可再生能源份额。它通过比较和权衡将可再生能源整合到系统中的潜在选项来实现这一点，包括扩展输电网、与其他国家互联、建设灵活发电（例如燃气发电站）、可再生能源削减和能源储存。highRES 以 GAMS 编写，其目标是在一系列单元和系统约束下，最大限度地减少电力系统投资和运营成本以满足每小时需求。它可以根据研究问题的要求、二氧化碳排放量以及各种储能方案的技术特性，对热发电机的各种技术特性（例如爬坡限制、最低稳定发电量、启动成本、最小启动和停机时间）进行建模。输电网使用线性传输模型表示。© 2022 由 Elsevier BV 出版 这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。
引用了原始发表的论文（记录的版本）：Kermani，M.，Chen，P.，Göransson，L。等（2022）。全面的最佳能量cont
如今，由于可再生能源（RESS）和车辆电气化的整合增加，因此本地分销网格一直面临技术，经济和监管挑战。 电网扩展的传统解决方案，例如建立额外的电力线，是以公用事业为中心的解决方案，即分销网格运营商（DSOS）是唯一涉及解决网格问题的方。 DSO必须与电网用户与技术提供商联系，以开发创新的解决方案来解决一个问题并具有成本效益。 本文提出了一种整体解决方案，可在相互连接的微电网（MGS）之间进行最佳控制跨部门的能量流，该微电网（MGS）由不同的Ress，水力发电厂（HPP）和风tur bines（WTS）组成，以满足电动汽车（EVS），居住，商业和工业需求，并提供主要网格的贡献。 此问题将提供基于社区的MGS在本地能源交易中的优势，这会导致活跃和参与的系统，但是，需要适当的控制策略。 提出的解决方案是基于两个MG之间的新互连线，通过多托转换器（MPC），对新安装的组件（例如MPC，电缆和所需的电池储能系统（BESS））的技术经济考虑考虑。 在三种不同条件下评估了拟议的案例研究，例如，载荷增量，需求响应（DR）和N-1标准在单独的互连和岛模式下。 使用GAMS软件的CPLEX求解器用于求解混合组的线性编程模型。如今，由于可再生能源（RESS）和车辆电气化的整合增加，因此本地分销网格一直面临技术，经济和监管挑战。电网扩展的传统解决方案，例如建立额外的电力线，是以公用事业为中心的解决方案，即分销网格运营商（DSOS）是唯一涉及解决网格问题的方。DSO必须与电网用户与技术提供商联系，以开发创新的解决方案来解决一个问题并具有成本效益。本文提出了一种整体解决方案，可在相互连接的微电网（MGS）之间进行最佳控制跨部门的能量流，该微电网（MGS）由不同的Ress，水力发电厂（HPP）和风tur bines（WTS）组成，以满足电动汽车（EVS），居住，商业和工业需求，并提供主要网格的贡献。此问题将提供基于社区的MGS在本地能源交易中的优势，这会导致活跃和参与的系统，但是，需要适当的控制策略。提出的解决方案是基于两个MG之间的新互连线，通过多托转换器（MPC），对新安装的组件（例如MPC，电缆和所需的电池储能系统（BESS））的技术经济考虑考虑。在三种不同条件下评估了拟议的案例研究，例如，载荷增量，需求响应（DR）和N-1标准在单独的互连和岛模式下。使用GAMS软件的CPLEX求解器用于求解混合组的线性编程模型。结果表明，与分离的操作模式相比，MGS的应用互连线可以降低系统的总成本，将所应用的峰降低到上游网格中，并在不同条件下增强系统的依赖能力。此外，应用的解决方案即使在不同条件下（24小时）在岛模式下（24小时）也提供了MGS操作的能力。
REMIND2.1：气候和可持续性限制内的能源经济系统的转型和创新动力
摘要。本文介绍了区域投资与发展模型 (REMIND) 的全新开源版本 2.1。REMIND 作为一种综合评估模型 (IAM)，提供了全球能源-经济-排放系统的综合视图，并探索了自洽的转型路径。它描述了各种可能的未来及其与技术和社会经济发展以及政策选择的关系。REMIND 是一个多区域模型，结合了经济和能源部门的详细表示，在通用代数建模系统 (GAMS) 中实现。它使用非线性优化来推导出受气候和可持续性约束的能源经济系统在 2005 年至 2100 年时间范围内的福利最优区域转型路径。在代理人完全预见和外部影响内部化的假设下，最终的解决方案对应于分散的市场结果。 REMIND 能够分析气候变化缓解的技术选择和政策方法，尤其擅长代表新技术的推广，包括可再生能源及其在电力市场的整合。REMIND 代码被组织成模块，这些模块收集与特定主题相关的代码。通过明确定义的输入和输出变量集，不同模块之间的交互变得明确。每个模块都可以用不同的实现来表示，从而实现灵活的配置和扩展。REMIND 的空间分辨率
使用新型需求响应方案组合来增强独立微电网的运营规划
由于建设输配电设施的成本高昂，在农村或偏远地区提供电力需要高昂的资本成本。由靠近负荷的分布式发电（包括可再生和不可再生能源）组成的独立微电网可能是一种有效的替代方案。然而，风能和太阳能等可再生能源的不可预测性给微电网的运行带来了问题，因为有时发电量可能不足以满足峰值需求。通常采用储能技术来解决这种不确定性。需求响应计划 (DRP) 是另一种技术，它通过降低峰值需求并将其切换到低负荷时段，使微电网运行可靠且安全。本文解决了独立微电网的短期机组组合经济调度 (UCED) 问题，以使用各种 DRP 降低总体运营成本。本文提出了一种新颖的 DRP 组合，以增强微电网的运行和财务效率并使其用户受益。DRP 建模是基于价格弹性和消费者利益模型完成的。混合整数非线性规划 (MINLP) 用于在 GAMS 软件中制定和解决 UCED 问题。考虑使用 11 母线微电网进行演示。根据优化结果，实施 TOU-RTP-CPP-DLC DRP 分别可降低 13.68%、13.31%、17.16% 和 8.41% 的运营成本，同时减少负荷削减。消费者仅在 DLC-DRP 中受益。与单独的 DLC-DRP 相比，建议的 TOU+DLC-DRP 组合可将运营成本降低 13.48%，同时增加消费者收益。因此，所提出的方法对微电网运营商及其用户都是有利可图的。
能源存储杂志 - NTU > IRep
灵活性是促进配电网中可再生能源 (RES) 变化的最重要解决方案之一。据预测，电动汽车 (EV) 可以在配电网中发挥有效作用。因此，本文提出了停车场电动汽车电池 (EVPL) 的多目标调度，以提高智能配电网 (SDN) 基于存储的灵活性。所提出的公式将能源成本和电压偏差函数最小化，并将系统灵活性 (SF) 最大化为多目标函数，这些函数将根据交流负载流、RES 和 EV 约束以及灵活性和操作指标的允许限度进行优化。结果模型为非线性规划 (NLP) 模型。因此，获得了原始问题的等效线性规划 (LP) 公式，以实现全局最优结果。随机规划方法用于对负载、RES 的有功发电、能源价格和 EV 参数的不确定性进行建模。灵活的电源管理被制定为所提出的多目标框架的目标函数之一，该框架使用 ε 约束方法求解，由模糊决策器得出最佳折衷解决方案。在 GAMS 软件环境中使用 33 总线径向测试配电网络对所提出的框架进行了测试，以评估电动汽车在改善灵活性指标方面的能力。根据数值结果，可以观察到，所提出的具有电动汽车最佳能量管理的方案能够为 SDN 获得高度灵活性。它还可以减少网络运行中的能量损失并提供相当平滑的电压曲线。
我对建模语言的愿景
本文是我论文“优化中的建模语言：编程的新范式” [21] 25年前发表的。它揭示了我为什么需要新的编程语言范式的想法。In the meantime a lot has happened: The paradigm of constraint programming has been established, new “packages” in mathemati- cal modeling in modern programming languages, as Python, Julia, C++, a.o., have popped up recently, several commercial modeling systems are on the market, such as AIMMS, MOSEL, HEXALY, and several algebraic modeling languages, as AMPL, GAMS, LINGO, etc.已扩展。我用自己的建模语言（即LPL）做出了贡献。在我作为研究人员的职业生涯开始时，我实施了LPL（线性编程语言）作为制定几种较大LP（线性程序）的工具，我们在弗里博格大学信息学系的各种现实生活项目中使用了这些工具。很快我发现这种语言符号可以用于许多其他不同的应用程序。我在语言中添加并删除了许多功能，始终在任务中找出什么是制定和建模具体问题作为数学模型的“最简单，最短，最可读，高效）的方法。它已成为许多严重且不那么严重的应用和模型的主要操场和研究对象。寻求找到我想到的建模语言到现在还没有结束的。本文收集了我作为老师，研究人员和领事的实际问题所提出的一些想法和要求，我认为这是基本的。它可能会刺激具有正式语言设计能力更多的人，而不是我挑选这些想法并做得比到目前为止更好。尽管本文描述性而不是正式，但我坚信这些想法值得写下。未来将表明它们是否落在富有成果的土壤上。
最佳的能源轮毂操作，包括...
能量轮毂（EHS）是通过转换能量载体和使用储能系统来同时供应不同类型的能源需求的单位。能源存储系统可以显着帮助维持能源生产和能源需求之间的平衡，同时实现可再生能源资源的使用，并通过有效的能源供应管理来提高能源轮毂的灵活性。在这项研究中，一个随机模型设计用于能量轮毂中的单位承诺（UC），其中包括氢车辆（HV）停车场，电动热泵（EHP），吸收冷水机（AC），光伏（PV）模块，锅炉，锅炉，氢化器，电解室（HE）和电动，热，冷却，冷却，冷却，冷却和氢气储存系统。在这里，天然气（NG）和电力是EH的输入，用于供应电，氢，热，冷却和NG需求。在这项工作中，需求的不确定性，氢气罐和光伏电源的初始功率进行了建模，并还研究了存储系统，停车场和需求响应对EH操作的影响。使用GAMS软件中的CPLEX求解器求解了所提出的混合整数线性编程（MILP）模型，以用于EH中的单位承诺。结果表明，在存在需求响应的情况下，EH运行成本降低了27.58％，储能系统增加了12.68％，氢车辆的成本降低了2.9％。此外，评估了不同意外事件对EH操作的影响。结果表明，尽管电网退出，但仍提供氢需求。这尤其是由于此外，根据结果，可以发现冷却存储系统6.19％对降低EH运行成本的影响很大，而电气，氢气和热量存储系统则比其他人的运行成本降低15.89％比其他人更有效。
频率市场和可预测性问题
辅助服务市场 (ASM) 在可再生能源电力系统中的重要性日益提高。然而，与不同地区的能源市场 (EM) 相比，辅助服务市场仍然开发较少。对于有限的能源单位，例如电池储能系统 (BESS)，研究两个市场的相对可预测性至关重要，因为较难确定产品的合适竞标时间更难确定，因此收入也不太确定。本文建立了三个北欧国家（丹麦、芬兰和挪威）的两个市场的预测模型，以量化它们可预测性的差异。频率控制正常储备 (FCR-N) 被视为北欧辅助服务产品的一个案例。315648 个数据点的数据集包含三年（2019-2021 年）的每小时 FCR-N 和现货市场收入。广义加性模型 (GAM) 用于使用每小时和每日模式的平滑曲线来制定未来一周的预测。该预测既可以进行国家间（不同国家的同一市场之间）的比较，也可以进行国家内（同一国家的不同市场之间）的比较。结果表明，除丹麦外，北欧国家的 FCR-N 市场比其各自的现货市场更难预测，因为丹麦的每小时容量是固定的。此外，尽管北欧各国的市场需求相似，但 FCR-N 预测模型的平滑曲线却各不相同。这与北欧现货市场形成了鲜明对比，北欧现货市场的平滑曲线表明各国之间的市场行为相似。因此，对于执行多市场竞标的 BESS 单位来说，除了每小时价格之外，考虑市场可预测性的差异也至关重要。参考详情
合成天然气生产
摘要可再生能源的挥发性性质需要存储以补偿失衡并提供可靠的基本负载。权力对甲烷技术促进了以合成天然气（SNG）形式的长期可再生能源存储在天然气网络中。与氢不同，网络中的SNG使用没有限制，天然气设备可以在SNG上运行。在甲烷剂中产生SNG所需的两个输入是氢和CO 2，可以从多个来源获得。这导致SNG生产中的多个可能的过程流程配置，每个过程都具有不同的性能。在GAM中开发了一个优化模型，以分析这些各种配置的性能。这项研究的目的是确定最佳配置，关键成本因素及其对生产成本的影响，以确定需要进一步发展以降低成本的领域。这项工作还旨在通过实施阶乘设计和多元分析（方差分析）方法来确定SNG每单位SNG的生产成本以及对生产成本产生最大影响的因素。甲烷剂，电解剂，沼气升级和氢存储被认为是这项工作中的基本过程单位。生产第一年确定的最低生产成本为0.432€/ kWh SNG。所获得的折扣生产成本表明，从现在起20年来最低的成本为0.143欧元 /千瓦时SNG。关键字：甲烷，SNG生产成本，合成天然气（SNG）。对生产成本影响最大的变量是甲烷甲的资本支出，然后是甲烷甲的能力。