Journal of System Simulation 第 35 卷第 5 期 2023 年 5 月 Vol. 35 No. 5 May 2023 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 范雅倩 1，于松源 1，房方 1, 2* (1. 华北电力大学 控制与计算机工程学院，北京 102206；2. 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室，北京 power plant, CHP-VPP)聚合了各类电热出 力单元，可兼顾风光出力不确定性、动态电价、用户热舒适度等影响，实现整体出力的优化调度。 提出了两阶段分布鲁棒优化调度方法，第一阶段考虑计划调度，旨在保证CHP-VPP的收益最大； 第二阶段基于矩不确定分布鲁棒方法，构建风光出力的不确定性模糊集，引入用户热舒适度 HOMIE 模型，降低电热净负荷波动幅度，实现对 CHP-VPP 内部各单元实时出力的优化调整。针 内部各单元实时出力的优化调整。针 对IEEE14节点模型进行算例研究，分析了不确定参数、不同优化方法以及动态电价对调度结果的 影响，结果表明：所提出的两阶段调度方法能够有效进行电热调度，实现系统的收益最大化和波 动最小化。 关键词 关键词：热电联产虚拟电厂；优化调度；矩不确定性；分布鲁棒优化；热舒适度 中图分类号：TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1004-731X(2023)05-1046-13

.................................................. 2 原料运输阶段的能量 ............................................................. 2 生物天然气生产阶段的能量 ....................................................... 3 所示，应包括： 原料运输阶段、生物天然气生产阶段中的各类能源。如原料运输时使用的化石能源，生产系统中产生的 沼气（甲烷）的能量、净化提纯后对外供应生物天然气的能量、使用的化石能源量、外购的电力、外购 的热力、沼气或生物天然气的自用量等。 图1 核算边界示意图 5 核算步骤与方法 核算步骤 申请核证主体进行核算与报告的工作流程包括以下步骤： a) 确认核算边界，收集各阶段的活动数据； b) 分别计算核算边界内生物天然气的原理运输阶段使用的化石能源量，生物天然气生产阶段产 生的沼气（甲烷）的能量、净化提纯后对外供应生物天然气的能量、化石能源量、消耗外购的 电力、消耗外购的热力、沼气或生物天然气的自用量等各类能源量； c) 汇总核算申请核证主体生产及对外供应的生物天然气对应的零碳能源量及相关信息； d) 形成核算报告。 核算方法 申请核证主体申请项目核证的零碳能源量𝑄𝑧，按公式（1）计算：

模型。实现“统筹组织、 标准施工、多源集约、 共享协助”的企业级共 享、跨多专业一体化的 工程 EPC 管理模式， 涉及工程可研、工程设 计、招标采购、工程施 工、运行及报废处置各 业务阶段。 风电场协同设计数字化框架 风电场协同设计平台 系统 集成 工作 流程 管理 工程变更管理 风电场设计数据管理 风电场设计项目管理 ESB Ċ Ċ GIS 电子招标采 购 沟通协同 风电场工程EPC团队 业主 工程项目 经理 工程技术 人员 Ȝ ... 经法 成本 投资 Ȝ ... 风电场项目管理 设计数据协同管理 协调沟通 跨专业协同 跨阶段流程协同 数据关联关系 电子招采业务框架 标准化管理 采购标准管理 计划管理 采购计划 采购计划审批 供应商管理 供应商注册 注册审批 供应商资质 业绩核实 供应商资质 业绩效评价 项目后端对接 EAM ，通过映射打通主机业务单 元与资管中心物资编码，风电场建设过程中各 个供应商信息、升压站和风电场设备的型号、 参数、物料编码、质量证明文件，出厂检验测 试报告等由供应商在设备出厂交付阶段上传， 通过系统接口的形式传递至 EAM 系统，实现设 备采购至设备投入运营全周期统一管理。 实现合格 供 应商推荐、负面信息收集，过程履约评价和年度履约评价， 大幅减少年度集中评价的工作量，保证过程评价与年度评价结果的一

区综合能源系统冬季运行优化调度问题进行研究。在对设备 进行详细建模基础上，建立包含滚动优化环节和动态调整环 节的两阶段多时间尺度模型预测控制调度策略：滚动优化阶 段以系统运行费用和机组启停罚金最小为目标，结合分时电 价并考虑多系统互补运行，通过多步滚动求解制定系统大时 间尺度调度计划；动态调整阶段以滚动优化阶段调控计划为 基准，对设备的运行状态进行调整，应对可再生能源及负荷 小时间尺度的不确定性变化。分析结果表明，该文调度方法 构建了基于模型预测控制的两阶段多时间尺度优 化调度策略：1）滚动优化阶段：基于模型预测控 制方法，以系统运行费用最小为目标，结合设备启 停罚金影响，对非线性项线性化，构建系统大时间 尺度下(如 1h)的混合整数线性规划(MILP)滚动优化 模型，协调优化多种供能、蓄能装置的运行，发挥 蓄热装置能量转移作用和多个设备互补协调的工 作优势，生成系统多时段大时间尺度的调度计划； 2）动态调整阶段：基于滚动优化阶段的调度计划， 2）动态调整阶段：基于滚动优化阶段的调度计划， 对其每个调度间隔根据较小时间尺度(如 15min)内 系统负荷、光照强度的变化，构建以运行费用和功 率调整惩罚费用最小为目标的混合整数二次规划 (mixed integer quadratic programming，MIQP)模型， 动态调整系统供能、蓄能设备功率，增强运行时刻 系统对负荷、光照强度小时间尺度变化的适应性。 最后通过算例分析，验证本文所提调度策略的合理

..........................................................................83 2 / 275 6.3system 各阶段交付件................................................................................................ ..........................196 1.30.2 2 施工准备阶段.................................................................................................196 1.30.3 施工阶段........................................... .................................................................197 1.30.4 调试交接阶段....................................................................................................197 1.31 施工顺序及工艺安排

三个阶段 两条主线 四个体系 五个内涵 六个环节 坚强智能电网 技术主线 管理主线 2009-2010 年 规划试点阶段 1. 电网基础体系 2. 技术支撑体系 3. 智能应用体系 4. 标准规范体系 1. 坚强可靠 2. 经济高效 3. 清洁环保 4. 透明开放 5. 友好互动 2011-2015 年 全面建设阶段 3. 2016-2020 年 引领提升阶段 1 发展意义 十二五：智能电网全面建设期 第一阶段 (2009~2010 年 ) 第二阶段 (2011~2015 年 ) 第三阶段 (2016~2020 年 ) 规划试点阶段 制定规划 建立系统全面的技术标 准体系 研制关键技术设备 试点建设示范工 程 投资规模 4 万亿元人民币 受益领域： 特高压设备 智能电表 全面建设阶段 全面建设智能电网 完善技术标准体系 完善技术标准体系 关键技术和设备的研制实现重大突破 投资预计 2 万亿元人民币 受益领域： 特高压设备 变电智能化 智能电表 配电自动化 充电站和充电桩 引领提升阶段  完善智能电网的综合水准  推广智能化关键技术和设备  提高清洁能源装机比例  实现【即插即用】分散式电源  投资 1.7 万亿元人民币 受益领域：  分散式电源和储能设施  智能建筑  充电站和充电桩

从计划机制。随着电能量市场、辅助服务市 场的基本成型，虚拟电厂将迈向市场性阶段， 虚拟电厂聚合商将以类似于实体电厂的模式 主动响应市场价格信号，通过整合调度源、 储、荷类资源参与电能量市场和辅助服务市 场，促进源荷互动，保障电力系统稳定运行。 随着电力市场的日益完善，输电通道建设完 备、逐渐覆盖高频次、跨区域的电力交易需 求，虚拟电厂将发展到自主调度性阶段聚合 商将成为虚拟电厂的市场主体，去促进各类 聚合资源的参与力度和灵活性程度，高频跨 聚合资源的参与力度和灵活性程度，高频跨 区域的价格信号，加速供需双方反馈，实现 即时的大范围的电力供需高效平衡。 能源新纪元系列：虚拟电厂行业趋势洞察 6 邀约型阶段 自主调度性阶段 市场性阶段 虚拟电厂 电网 邀 约 信 号 需 求 响 应 优 化 用 能 虚拟电厂 辅助服务市场 电能量市场 价 格 信 号 参与 市场 报价 可调节 负荷 储能 资源 虚拟电厂 成熟电力市场 度 优 化 用 能 整 合 调 度 优 化 用 能 整 合 调 度 计划机制 完全市场化机制 计划+市场双轨运行 调度 需求 指令 响 应 指 令 中国虚拟电厂发展阶段 现阶段虚拟电厂发展仍处于发展早期阶段： 机制尚在完善：成熟的管理机制是虚拟电厂 发展的前提。尽管在今夏多地连续30~40天 高温天气下，需求侧响应多次触发，并实现 可观经济收益，但仍旧为电网传统通知和结 算运营模式，而非虚拟电厂的市场预算，虚

等提供决策依据。 本报告提出中国工业领域碳中和技术发展 “三阶段” 路径：（1）低碳流程技术大规模应用期（2025— 2035 年）：需求侧结构调整和短流程技术（如废钢 - 电炉、再生铝）替代传统高碳路径，推动工业领域碳排 放率先整体达峰，为电力、交通等部门的低碳转型和终端需求增长释放排放空间。能效提升和短流程技术 发展是该阶段的核心减排手段，将贡献约 55% 的工业碳中和技术减排量。（2）工艺颠覆性技术爆发应用期 的工业碳中和技术减排量。（2）工艺颠覆性技术爆发应用期 （2036—2050 年）：该阶段是打破高碳路径依赖、推动工业体系深度重构的关键期。氢能技术、电气化耦合 清洁电力替代以及 CCUS 等技术规模化部署，持续扩大在重点行业中的应用覆盖。（3）碳移除托底技术深 度应用期（2051—2060 年）：电力、交通、建筑等部门已经基本实现净零排放，为工业领域突破关键技术 瓶颈争取时间。工业部门将依托 CCUS 等技术对难减 万亿元左右。 分行业脱碳技术路径呈现显著差异化特征。钢铁行业作为当前与远期减排潜力双高领域，技术路径呈 现明显阶段性特征：2035 年前将以高炉 - 转炉系统节能改造和废钢 - 电炉短流程发展为主；2035—2040 年 摘 要 间，氢基直接还原炼铁有望在成本突破后进入大规模应用阶段，成为深度脱碳的核心路径；2050 年后，钢 铁 CCUS 将成为实现碳中和的关键托底技术。水泥行业在 2030—2040

“ ” 本报告提出中国工业领域碳中和技术发展 三阶段 路径：（1）低碳流程技术大规模应用期（2025— 2035 年）：需求侧结构调整和短流程技术（ 如废钢 - 电炉、再生铝）替代传统高碳路径，推动工业领域碳排 放率先整体达峰，为电力、交通等部门的低碳转型和终端需求增长释放排放空间。能效提升和短流程技术 发展是该阶段的核心减排手段，将贡献约 55% 的工业碳中和技术减排量。（2）工艺颠覆性技术爆发应用期 的工业碳中和技术减排量。（2）工艺颠覆性技术爆发应用期 （2036—2050 年）：该阶段是打破高碳路径依赖、推动工业体系深度重构的关键期。氢能技术、电气化耦合 清洁电力替代以及 CCUS 等技术规模化部署，持续扩大在重点行业中的应用覆盖。（3）碳移除托底技术深 度应用期（2051—2060 年）：电力、交通、建筑等部门已经基本实现净零排放，为工业领域突破关键技术 瓶颈争取时间。工业部门将依托 万亿元左右。 分行业脱碳技术路径呈现显著差异化特征。钢铁行业作为当前与远期减排潜力双高领域，技术路径呈 现明显阶段性特征：2035 年前将以高炉 - 转炉系统节能改造和废钢 - 电炉短流程发展为主；2035—2040 年 厚 间，氢基直接还原炼铁有望在成本突破后进入大规模应用阶段，成为深度脱碳的核心路径；2050 年后，钢 铁 CCUS 将成为实现碳中和的关键托底技术。水泥行业在

矿设 计、计划、生产、调度和决策等过程的智能化 u1999 年首届“国际数字地球”大会上提出 “数字矿山”（ Digital Mine ）概念，经过十余年的发展，数字矿山发展迈入新阶段，即“智能矿 山”：智能矿山是在数字矿山的基础上，利用系统工程理论及网络、自动控制和人工智能等技术，以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质， 实现采矿设计、计划、生产、调度和决策等过程的智能化。 发展历程：中国矿山经历机械化、自动化、信息化、数字化，目前 已迎来智能化阶段 u 目前，加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等发达国家已实现遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井。而中国矿山经历了机械化、自动化、信息化和 数字化阶段，目前正处于数字化向智能化的过渡阶段。从“十三五”开始，我国进入智能矿山的技术储备期 ，形成了局部应用和示范案例。从 2021 年开始，部分 “十四五”信息化规划。 亿欧智库：中国智能矿山的发展历程 、 、 、 、 、 、 、 、 、 智能化 / 无人阶 段 资料来源：公开资料、亿欧智库 信息化阶段 数字化阶段 机械化阶段 自动化阶段 6 1.2.2 发展历程：重新厘清信息化、数字化、智能化矿山的区别 u 中国矿山数智化建设经历信息化、数字化，迎来智能化，但是这三者