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含压缩空气储能的CCHP系统源—荷预测与能量管理策略研究

发布时间:2020-04-18 07:41
【摘要】:新能源多能互补冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)系统可有效消纳间歇性可再生能源,实现能源“品位对口、梯级利用”,是当前能源和环境危机背景下世界能源技术发展的重要方向。压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)因具有环境污染小,能量转换效率较高,无相变损失等优点而备受国际社会关注。本文充分利用压缩空气储能系统天然的冷、热、电等多能接口,将其以多能耦合方式接入CCHP系统,并通过研究含压缩空气储能的CCHP系统的源-荷预测以及能量管理策略,在平抑新能源的间歇、波动性的同时,提高了系统多能量联合调度的灵活性以及系统运行的经济性和清洁性。首先设计了含CAES的CCHP系统结构,在分析燃气轮机、吸收式制冷机、燃气锅炉、压缩空气储能、风机、光伏发电系统等核心设备运行原理的基础上,建立适用于系统能量调度的数学模型。针对可再生能源的随机性和波动性,给出了一种基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的组合预测方法,并采用改进诱导有序加权平均(Induced Ordered Weighted Averaging,IOWA)算子实时调整组合权重系数。风/光功率预测的算例结果表明,提出的算法预测精度高,既可有效降低随机性对预测带来的干扰,又避免了单一预测算法的局限性。负荷的准确预测是CCHP系统运行调度和能量管理的重要依据。本文利用负荷周期性特性,并考虑负荷当前数据与历史数据间以及冷热电负荷间的耦合关系,提出了一种基于深度学习算法长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的冷热电负荷多变量预测方法。仿真算例结果表明,与单变量预测模型以及传统负荷预测模型相比,多变量LSTM预测模型可有效提高负荷的预测精度。最后,以系统总运行成本最小为目标函数,以电、冷、热能平衡,出力设备各自容量以及充放电功率上下限等为约束条件,建立了一个混合整数非线性规划模型,采用了一种发电侧、储能侧以及用户侧资源互相配合的含CAES的CCHP系统能量管理策略。验证了加入储能系统以及考虑需求侧响应对系统削峰填谷、平滑负荷曲线以及对系统运行经济性带来的优势。
【图文】:

装机容量,风电,占比,分布式发电


图1-2我国近年光伏装机容量及占比逡逑与传统的集中式发配电模式相比,分布式发电具有投资少、安装地点灵活、逡逑

公共事务,虹桥,上海,储能


我国冷热电联供系统己经初步成型。逡逑■酾逡逑图1-3上海虹桥公共事务中心CCHP系统逦图1-4上海人民医院CCHP系统逡逑1.2.2压缩空气储能技术发展现状逡逑新能源的快速发展带来的消纳问题,进-步提高了储能在可再生能源并网领逡逑域的应用价值。当前储能市场商业化的稳定预期己经形成,储能在nj?再生能源消逡逑纳和分布式能源网络发展等的发展潜力逐渐被社会挖掘和认可。逡逑当前常用的大规模储能系统包括抽水蓄能、蓄电池以及压缩空气储能等。相逡逑比于另外几种储能方式,压缩空气储能具有选址灵活、安全性高以及寿命长等优逡逑点,因此引起了世界各地政府以及学术界的广泛关注。通过压缩空气来存储电能逡逑的概念最早可追溯到二十世纪四十年代,然而由于当时并没有并网储能的必要,逡逑因此压缩空气储能并没任何实质性的发展[1'直到1978,德国才建立了第一个逡逑商用压缩空气储能电站Huntof,机组释能功率为290MW,机组可持续储能8小逡逑时
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TM73;TU83

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