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3.2多能互补网络发展的演化博弈模型
在多能互补网络演化博弈模型方面,首先基于主体策略演化驱动因素对多能源市场进行多阶段交易模拟,构建多能互补网络各主体策略迭代方程。其次,基于设备故障概率、修复时间、应急响应措施等故障传播驱动因素进行多分支过程估计,构建多能互补网络故障传播动力学模型。最后,结合网络生长驱动因素,构建基于邻域和历史信息的多能源生产、消费和传输主体策略演化的动力学模型,即演化博弈模型的核心—复制者动态方程。多能互补网络演化博弈模型如图8所示。
图8多能互补网络演化博弈模型
Fig.8Evolutionarygamemodelofmulti-carrierenergysystem
3.3多能互补网络演化的均衡求解与分析
由于多种能源的生产者、消费者、传输者等多主体之间存在竞争、合作等复杂博弈行为,多能互补网络生长演化的动力学模型,即复制者动态方程难以通过普通函数描述,呈现高度非线性,难以求解演化博弈全部均衡解。为此,可采用KKT最优性条件刻画参与者对其他参与者策略的理性反应,将复制者动态方程归结为一类微分互补系统。
对于演化稳定均衡策略,首先采用同伦法在给定范围内寻找该微分互补系统的平衡点,并根据平衡点处雅克比矩阵特征值筛选出稳定平衡点,即演化稳定均衡。其次,通过非线性系统半张量积稳定理论[81]计算每个演化稳定均衡的吸引域,给出系统能够维持结构稳定(即各类能源比例不发生大幅度变化)的扰动范围,精练演化稳定均衡。最后,获得减小物理经济总成本且保证系统安全的多能互补网络演化形态及多能源主体策略形态,供运行规划及调度等部门决策使用。对于非稳定均衡策略,即不稳定平衡点,需分析其失稳原因,给出防范措施,或设计合适的激励机制消除非稳定均衡策略。多能互补网络演化均衡求解与分析思路如图9所示。
图9多能互补网络演化均衡求解与分析思路
Fig.9Evolutionaryequilibriumofmulti-carrierenergysystem
4多能互补网络仿真模拟技术
多能互补网络仿真模拟平台是其建模分析与演化机理研究的必要工具。针对多能互补网络,开发一体化仿真模拟平台的重要性不言而喻。正如前文所述,多能互补网络动态特性复杂,既有纳秒到毫秒级的电网动态,又有分钟级甚至小时级的燃气、热力管网动态;既要考虑单一能源环节内部的动态,也要计及不同能源形式的耦合特性和综合优化;既要考虑人为主观决策因素,也要考虑大量不确定性因素的影响。特别是多能互补网络一体化网络模型及演化博弈模型分别是在固定时间断面和边界条件、长时间过程和变边界条件两种场景下对多能互补网络的模拟,但两者物理上密不可分。
影响多能互补网络运行和生长演化的因素众多,典型者如新能源、主动负荷、市场机制、市场参与者等均伴随着强不确定性,造成多能互补网络一体化网络模型和演化博弈模型具有高维不确定性特征,需要通过大量场景的仿真才能准确刻画其特性。海量场景的仿真导致计算量剧增,传统仿真计算平台难以在有限时间内完成全部仿真。因此,为实现多能互补网络全方位综合仿真模拟,需要突破大规模系统多时空尺度分解协调仿真和海量场景分布式并行仿真等技术难题。
在多能互补网络仿真模拟技术研究方面,首先,基于多Agent构建多能互补系统仿真模拟平台;其次,采用试验系统进行模型校正和平台验证;最后,基于其解决多能互补典型工程问题,包括多能互补网络规划设计、市场运营机制、连锁故障模拟及安全防御等。
4.1多能互补网络仿真模拟平台
在多能互补网络仿真模拟平台研发方面,首先在多能互补网络建模和演化机理基础上,根据多能互补网络的物理信息结构、市场模型和演化机制,设计数据交互接口和通信协议;在一体化模型的基础上编制大规模多能互补网络暂态仿真、稳态潮流分析、市场交易模拟模块;在多能互补动态演化机理的基础上编制5~30年中长期演化过程模拟模块;研发基于多Agent的多能互补网络仿真模拟平台,实现能量流动、信息传递和经济行为的模拟。其次,根据新能源的功率波动特性以及市场个体行为等不确定性设计大量仿真场景,采用场景削减技术压缩仿真模拟的场景数,进而利用并行计算技术对多能互补网络多场景仿真进行加速计算。在此基础上,综合考虑系统综合能效、新能源消纳比例、环境效益等方面因素建立系统状态评估体系,采用深度学习等方法训练系统评价指标,选取系统关键特征量。通过对不同边界条件、演化机制下系统的性能指标进行数据挖掘,形成知识并指导仿真场景的削减,以加速演化模拟过程。
4.2仿真模拟平台测试及工程应用
仿真模拟平台正确性验证是用其指导多能互补网络工程实践的前提,实际多能互补系统运行经验也可为仿真模型校正提供依据。在多能互补网络仿真模拟平台测试方面,首先采用成熟商用仿真软件对仿真平台的物理系统模型进行校准。然后,在仿真模拟平台中建立实际系统模型,对比仿真结果与实测数据,验证仿真平台的正确性。在此基础上,优化和调整仿真平台。
在多能互补网络仿真模拟平台工程应用方面,基于所研发的仿真模拟平台,研究多能互补网络的连锁故障模拟与安全防御技术、规划设计以及运营机制。具体研究内容包括:1)多能互补网络设备多样性、随机性强,故障可能在多个耦合系统交织传播,需要研究连锁故障演变机理和传播路径,进而设计快速安全防御策略;2)基于仿真模拟平台研究多能互补网络的中长期演化过程,提出系统规划设计方法,应用于实际多能互补网络;3)研究多边能源市场的分析与设计问题,探讨适合中国国情的能源交易体系,构建公平、自主、开放的能源市场,促进多能源互补利用与能源效率的提升。
5结语
多能互补网络已成为未来能源系统演化发展的必然趋势,而全球能源互联网将是多能互补网络演化发展的一种形态。本文适逢中国能源革命与电力体制改革的关键期,立足于能源产业发展面临的瓶颈,通过新理论、新方法攻克难题,以推动能源互联网的建设和普及。针对能源互联网的基础设施,即多能互补网络,分析了其运行所关心的建模分析及演化机理基本理论与技术瓶颈问题,详细分析了多能互补网络建模、动态演化机理及仿真三方面关键技术。本文有望为多能互补网络建模分析、规划设计及演化发展等相关研究提供参考。
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李瑞(1993),男,博士研究生,主要研究方向为多能互补网络优化控制、压缩空气储能系统建模及强化学习在线控制等,Email:eeairicky@gmail.com。
黄少伟(1985),男,博士,助理研究员,青海大学启迪新能源学院特聘研究员,主要研究方向为电力系统并行和分布式技术、复杂网络理论与大电网安全防御及微电网运行与控制,Email:huangsw@tsinghua.edu.cn。
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4月22日,从IEC(国际电工委员会)相关工作组秘书处获悉,国网天津电科院技术人员丁一成功当选IECTC8/SC8B第8工作组——“Decentralizedmultipleenergysystems(分散式多能系统)”召集人,这是电科院员工首次当选IEC工作组召集人,实现了电科院在国际标准领域的新突破。据悉,IECTC8/SC8B第8工作组成
投资是拉动经济增长的“三驾马车”之一。今年以来,一大批清洁能源工程项目建设有力推进,为端牢能源饭碗、加快绿色转型提供坚实支撑,也为有效需求提供供给,支撑经济持续回升向好。国家统计局数据显示,今年一季度,全国固定资产投资(不含农户)100042亿元,同比增长4.5%,比上年全年加快1.5个百分
农历正月十五刚过,春寒料峭,沿着福建漳州古雷开发区霞美镇海岸线驱车,堤岸一侧是由方形塘池组成的海产养殖基地,一侧是成片的滩涂,绵延10多公里海岸线。漳州霞美镇牡蛎养殖历史悠久,是全国牡蛎产业集散中心,村里的养殖户正忙着清点收成。而另一侧,沉寂多年的滩涂也将迎来新的变化。2023年11月,
4月10日,四川“十五五”构建水风光氢天然气等多能互补新型能源体系研究课题比选结果公示。根据公示,按照综合评分法,确定国家电投集团西南能源研究院有限公司为本项目中选研究单位。比选排名:1.国家电投集团西南能源研究院有限公司得分:90.0分2.重庆理工大学得分:69.7分3.四川天斯特电力设计咨询
4月7日,中国华电党组书记、董事长江毅,党组副书记、董事、总经理叶向东在集团总部与国家电网公司董事长、党组书记张智刚举行会谈。双方围绕深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和重要指示批示精神,落实全国两会部署,保障国家能源安全稳定,推进绿色低碳转型,因地制宜发展新质生产力,加快构建新型电
4月1日,国家发展改革委国家能源局农业农村部关于组织开展“千乡万村驭风行动”的通知,通知指出,鼓励依法通过土地使用权入股等方式共享“千乡万村驭风行动”风电项目收益,探索乡村能源合作新模式。鼓励风电与分布式光伏等其他清洁能源形成乡村多能互补综合能源系统,对实施效果显著的项目,适时纳入
记者19日从国家太阳能光热产业技术创新战略联盟获悉,由中国电建西北院牵头EPC总承包的全球在建单机最大的塔式光热发电项目——中广核新能源青海德令哈光储热一体化200万千瓦(光热20万千瓦)项目日前正式开工,标志着国内储能配比率最高的光热储多能互补项目正式开工,这也是全球最大单机容量塔式光热发
3月4日,南方五省区(广东、广西、云南、贵州、海南)新能源单日发电量创历史新高,达到10.4亿千瓦时,占当天区域内总发电量的25.7%。其中,风电发电量为7.1亿千瓦时,光伏发电量为2.6亿千瓦时,生物质发电量为0.7亿千瓦时。据南方电网相关负责人介绍,2023年以来,南方区域新能源装机加速推进,新增新
3月7日,山西省芮城县人民政府办公室发布关于2024年《政府工作报告》重点工作任务分解的通知。文件指出,在继续做大光伏、风电体量的同时,强化储能调峰设施配套,兼顾煤炭清洁高效利用,全力构建“风光水火储”多能互补综合能源供给体系。加快投资28.3亿元的3个大基地项目进度,确保6月底前实现全容量
北极星氢能网获悉,2月28日,国华投资河北分公司赤城风氢储多能互补示范项目成功并网,为“两会”保供新增绿色动力。国华投资河北分公司成立于2011年5月24日,负责开发和运营国华投资在冀新能源业务。截至目前,公司主营业务范围涉及河北省石家庄、张家口、沧州、衡水、承德、秦皇岛、唐山、廊坊八个地
2月26日,中国华能集团有限公司党组书记、董事长温枢刚在2024年新能源项目建设推进会上宣布,总规模近3400万千瓦的新能源项目集中开工、复工。公司总经理、党组副书记邓建玲在推进会上讲话。会议由公司党组成员、副总经理樊启祥主持,公司领导张文峰、王益华、王文宗、王利民、李向良等出席。华能此次
4月26日,金冠股份发布2023年年报,报告期内,公司实现营业收入11.69亿元,与去年同期相当;实现归属于上市公司股东净利润2550.62万元,同比下降47.45%。报告期内,公司获取订单总额为16.70亿元,同比增长11.8%。报告期内,公司获取订单总额为16.70亿元,同比增长11.8%。金冠电气提到,公司主营业务主
4月24日,天津市人民政府印发天津市推动大规模设备更新和消费品以旧换新实施方案(津政发〔2024〕7号),其中提到,持续推进老旧变电设备和输配电线路改造,推动电网设施数字化、智能化升级。同时,推动能源装备更新和技术改造。支持运行服役期满发电机组实施设备更新,加快现役煤电机组节能改造和灵活
近日,国家能源局新疆监管办公室召开2024年新疆电网运行方式汇报分析会议,总结2023年新疆电网运行情况,全面梳理分析系统运行特性及面临的安全风险,研究有效控制和化解电力系统主要安全风险的措施,深入研讨新疆电力安全保供和绿色低碳转型的有效途径,为2024年电力安全生产、稳定供应和进一步扩大新
近日,安徽省发展改革委启动省级未来产业先导区创建工作,其中包含低碳能源领域。重点方向包括围绕可再生能源与核能、能源清洁高效利用、智慧综合能源等重点领域开展技术攻关及应用,重点突破新型高效太阳能电池、氢能制备及储运、燃料电池及关键部件、低成本碳捕集利用与封存等关键核心技术,促进工业
随着《十四五发展规划》等政策的推进,各行业国产化进程迅猛发展。智慧电网作为新型能源体系建设的重要支撑,更是当仁不让;各设备公司全网匹配,要求做到全国产化。金升阳作为技术引领型企业积极响应政策,关注用户所需,依托产研实力,为电力行业各细分领域提供更可靠、更高效的一站式电源解决方案为
随着《十四五发展规划》等政策的推进,各行业国产化进程迅猛发展。智慧电网作为新型能源体系建设的重要支撑,更是当仁不让;各设备公司全网匹配,要求做到全国产化。金升阳作为技术引领型企业积极响应政策,关注用户所需,依托产研实力,为电力行业各细分领域提供更可靠、更高效的一站式电源解决方案为
4月12日,2024年江宁区“向人民汇报”活动——区工信局专场举行。在深度访谈环节,区工信局就培育新质生产力、打造智能电网产业、高端装备制造业等进行发言。目前,江宁已建成智能电网、新能源(智能网联)汽车、新一代信息技术、高端智能装备等4个千亿级产业集群。作为江宁制造的一张靓丽名片,智能电
4月8日上午,中国电科院南京科研基地建设项目主体工程在江宁开发区开工,标志着这一省重大项目进入全面建设阶段,也为江宁开发区聚力打造世界级智能电网产业集群注入了强劲动力。区长黄成文、江宁开发区管委会主任王爱军、副区长周强、江宁开发区管委会副主任陈志海,中国电力科学研究院有限公司总经理
4月10日,江苏昆山印发推进绿色低碳产业高质量发展的若干政策措施(试行)(昆政办发〔2024〕25号)。其中提到,对按要求接入昆山智慧能源管理平台的重点用能单位给予每家1万元奖励。在电网保供能力许可的范围内,对采用绿电绿证交易等方式实现绿色电力占年用电量50%及以上的企业,在实施电力负荷管理
近日,贵州省工业和信息化厅印发《关于加快发展先进制造业集群的指导意见》。文件提出,聚焦智能电网输变电需求,重点发展智能高低压成套开关、全封闭组合电器、用户端设备及电网安全运行系统等数字化智能化输变电装备,大力发展新型电力电子产品、综合自动化系统及继电保护装置等中低压输配电装备。积极
3月27日,陕西省印发陕西省培育千亿级第三代半导体产业创新集群行动计划(陕发改高技〔2024〕601号),其中提到,依托我省新能源汽车、光伏逆变、智能电网、储能装置、轨道交通、5G通信以及国防军工等行业优势,加强产业链上下游企业合作,推进第三代半导体应用创新。到2035年,带动新能源汽车、光伏逆
3月28日,全球能源互联网发展合作组织(以下简称“合作组织”)在京召开咨询(顾问)委员会和技术(学术)委员会(以下简称“两委”)专家座谈会暨成果宣介会,介绍“两委”工作及换届情况,宣介合作组织重要研究成果。合作组织驻会副主席刘泽洪指出,当前全球面临气候变化、环境污染、资源匮乏、贫困
3月28日上午,长沙市雨花区与国网长沙供电公司签订新型电力系统深化合作协议,通过建立健全“政府主导、政企联动、责任共担、合作共赢”等工作机制,充分发挥各自优势,加强在能源电力领域的全面合作,加快构建新型电力系统,实现雨花区电网向能源互联网转型升级,为加快建设全国一流现代化强区提供强
近日,国家能源局公布能源绿色低碳转型典型案例名单,深圳供电局申报的“广东深圳虚拟电厂智慧调度运行管理云平台”成功入选,成为南方电网公司唯一上榜案例,也是广东省唯一上榜的绿色能源新模式类典型案例。近年来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,能源技术和发展模式不断创新。为了
国电南瑞公告,公司拟投资建设“江宁基地园区提升改造项目”,项目总投资为66,698万元,建设周期预计为52个月,资金来源为企业自筹。国电南瑞是以能源电力智能化为核心的能源互联网整体解决方案提供商,是我国能源电力及工业控制领域的IT企业和电力智能化头部企业。
最近,盐城供电公司国家电网公司客服中心、国网江苏省电力公司、江苏公司“营销2.0”培训创新基地感谢信,感谢公司对营销数字化转型工作的大力支持,充分肯定了营销部多名员工的工作成绩,高质量、高标准、高效率地完成了系统上线、业务切换各项任务,进一步优化了客户体验,全力推动了供电营销数字转
编者按近年来全球化石能源的大规模使用造成了严重的环境污染与气候恶化,这对人类生存与发展带来了严峻挑战。重塑能源互联系统、转变能源消费观念已成为全球共识,加速能源互联系统的转型成为能源高质量发展的有效支撑。与此同时,集数字化和智能化一体的数字孪生技术的迅速崛起为能源系统发展提供了良
近日,由国家电网有限公司高级培训中心(简称“国网高培中心”)作为主要编制单位参与编制的国际标准ISO/TR29996“Educationandlearningservices–Distanceanddigitallearningservices(DDLS)-Casestudies”(《教育与学习服务—远程与数字学习服务(DDLS)-案例研究》)正式发布,这是国家电网有限公司
1月31日,全球能源互联网发展合作组织(集团公司)2024年工作会议召开。合作组织主席、中国国家电网有限公司董事长辛保安出席会议并讲话。合作组织驻会副主席刘泽洪主持会议并作总结讲话,全球能源互联网集团有限公司董事长、国家电网公司副总经理陈国平作集团公司工作报告。辛保安表示,2023年,合作
1月26日,国网光山县供电公司召开二届四次职代会暨2024年工作会议,认真落实市供电公司四届四次职代会暨2024年工作会议、县委经济工作会议部署,总结工作、分析形势、部署任务,为建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业,奋力谱写“两个更好”、推进现代化光山建设作出新的更大贡献。2023年,国网
1月24日,国家电网有限公司2024年审计工作会召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,认真贯彻习近平总书记关于审计工作的重要指示批示精神,全面落实二十届中央审计委员会第一次会议和全国审计工作会议精神,按照公司“两会”要求,持续提高审计监督整体效能,以新时代审计工作高质量发
1月11日,国网山西省电力公司利用自主研发的生产控制大区网络安全漏洞自主挖掘平台,发现漏洞1处并立即落实整改。随着能源互联网的快速发展,分布式能源、储能、电动汽车等交互式、移动式设施广泛接入电网,网络安全防御关口增多、难度加大。为解决生产控制大区网络安全漏洞发现不及时、修复滞后等问题
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