综合能源微网多态虚拟储能系统精细化建模与协调控制技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51677124
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    穆云飞
  • 依托单位：
    天津大学
  • 学科分类：
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The Integrated Energy Microgrid is one of the most effective way for the comprehensive utilization of multiple types of distributed energy resources at the demand side. The combined utilization and interaction of the electricity, gas, cold and heat introduce more complex static and dynamic characteristics for the integrated energy microgrid. As a result, more stringent requirements are put forward on the energy storage system related to the indexes of power, energy, and response speed. The traditional energy storage systems with its control strategy are limited by many factors, which are no longer applicable. For this reason, this project studies the precise modeling and coordination control technology for the multi virtual energy storage system in the integrated energy microgrid. Firstly, the precise definition of the multi virtual energy storage system is given with considering the operation characteristics of the integrated energy microgrid. Then based on the multi dimension decomposition and parameter identification technologies, the precise model of the multi virtual energy storage system is built. Further, the interaction mechanism among the multi virtual energy storage systems and the control unit of the microgrid is studied by using the simulation method. Based on this, a multi time-scale and hierarchical control method is proposed for the multi virtual storage systems. The research results of this project can effectively enhance the economy and reliability of integrated energy microgrid, and improve the energy quality for the end users, which can provide the theoretical and technical support for the further development of integrated energy microgrid.
综合能源微网是用户侧多类型分布式能源综合利用的最有效方式之一。电/气/冷/热等多种能源在综合能源微网中的交互和综合利用使其呈现出比电力型微网更加复杂的静动态特征，由此对储能系统响应过程中的功率、能量、速度等指标都提出了更为严格的要求。传统储能系统及其控制策略受限于诸多因素已变得不再适用。为此本项目研究综合能源微网多态虚拟储能系统精细化建模与协调控制技术：首先考虑综合能源微网的运行特征给出多态虚拟储能系统的精确定义；进而结合多维度分解和参数辨识技术实现对多态虚拟储能系统的精细化建模；进而利用仿真手段探索多态虚拟储能系统之间，多态虚拟储能系统与微网内部可调控单元之间的交互作用机理；以此为基础，提出一种多态型储能系统的多时间尺度分层优化协调控制方法。本项目研究成果可有效提升综合能源微网的经济性、可靠性，改善用户供能品质，为综合能源微网未来的普及、多能源之间的协调优化提供理论支撑和技术保障。

结项摘要

综合能源微网是用户侧多类型分布式能源综合利用的最有效方式之一。电/气/冷/热等多种能源在综合能源微网中的交互使其呈现出比电力型微网更加复杂的静动态特征，由此对储能系统响应过程中的功率、能量、速度等指标都提出了更为严苛的要求。传统储能单元及其控制策略受限于经济、效率等因素已变得不再适用。针对此难题，本项目研究综合能源微网多态虚拟储能的定义与精细化建模，多态虚拟储能与微网内部可调控单元之间的交互作用机理分析，多态型储能的多时间尺度分层优化协调控制三方面研究内容。通过深入研究，本项目如下领域取得了技术突破：. 1) 提出了综合能源微网多态虚拟储能概念及精细化建模方法，涉及建筑暖通、电动汽车、多能管网、工业负荷等环节，形成了基于子空间辨识的虚拟储能多时间尺度核心参数辨识技术，可科学量化虚拟储能的响应容量、速率等参数，为协调控制提供模型支撑；. 2) 提出了强随机环境下，单体与集群虚拟储能的可信调控容量预测技术，可生成日前虚拟储能可调控容的置信区间，进而基于模型预测控制在日内对虚拟储能响应能力进行动态滚动修正，可有效支撑综合能源微网系统的运行调控；. 3) 提出了融合多态拟储能的综合能源微网双层优化规划方法，在规划阶段考虑多能源转换设备、储能与虚拟储能，负荷需求响应资源之间的协同潜力，形成等年值成本最优的系统最优规划方案；. 4) 提出了融合多态拟储能的综合能源微网多时间尺度分层优化调控框架与调控方法，可利用多能源耦合单元交互产生的时间尺度差异性、互补能力等，提供多种高效、便捷、经济的调控手段，辅助系统优化运行。. 本项目研究破解了虚拟储能精细化建模及参数分析的难题，提出了多态虚拟储能多时间尺度分层协调控制方法，解决了不同时间尺度供用能动态系统之间的相互协调问题。本项目研究成果可有效提升综合能源微网的经济性、可靠性，改善用户供能品质，为综合能源微网未来的普及、多能源之间的协调优化提供理论支撑和技术保障。

项目成果

期刊论文数量（28）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（4）
专利数量（13）
融合虚拟储能系统的楼宇微网模型预测调控方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张风晓;靳小龙;穆云飞;贾宏杰;余晓丹;刘德田
  • 通讯作者：
    刘德田
Hierarchical microgrid energy management in an office building
办公楼分层微电网能源管理
  • DOI：
    10.1016/j.apenergy.2017.10.002
  • 发表时间：
    2017-12
  • 期刊：
    Applied Energy
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Xiaolong Jin;Jianzhong Wu;Yunfei Mu;Mingshen Wang;Xi;ong Xu;Hongjie Jia
  • 通讯作者：
    Hongjie Jia
基于分布式能源的煤矿带式输送机与蓄电池协同经济调度策略
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    穆云飞;姚泰昂;贾宏杰;赵波;张雪松;倪筹帷
  • 通讯作者：
    倪筹帷
A new reliability assessment approach for integrated energy systems: Using hierarchical decoupling optimization framework and impact-increment based state enumeration method
一种新的综合能源系统可靠性评估方法：采用分层解耦优化框架和基于影响增量的状态枚举方法
  • DOI：
    10.1016/j.apenergy.2017.08.099
  • 发表时间：
    2018-01
  • 期刊：
    Applied Energy
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Yunkai Lei;Kai Hou;Yue Wang;Hongjie Jia;Pei Zhang;Yunfei Mu;Xiaolong Jin;Bingyan Sui
  • 通讯作者：
    Bingyan Sui
微型燃气轮机型综合能源系统的建模与辨识
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贾宏杰;戚冯宇;徐宪东;余晓丹;杨献莘;穆云飞
  • 通讯作者：
    穆云飞

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    穆云飞
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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    2016
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    靳小龙;穆云飞;贾宏杰;余晓丹;陈乃仕;葛贤军;于建成
  • 通讯作者：
    于建成
面向分布式电源消纳的配电网-配水网经济调度方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贾宏杰;戚艳;穆云飞
  • 通讯作者：
    穆云飞

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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