基于条件风险价值的电—热—气综合能源系统经济调度

发布时间：2020-02-21 16:53

【摘要】：随着能源、环境问题日益突出,提高对多种类型能源的综合利用效率、降低污染物的排放已成为我国构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系需要解决的关键问题。综合能源系统作为新一代能源系统的重要形式,涵盖了供电、供热和供气等能源系统,在源、网、荷等环节实现了不同类型能源的耦合,具有运行方式灵活、低碳高效、可再生能源消纳率高等优点,受到人们的高度重视。由于风电、光伏等可再生能源发电的出力及电、热负荷具有一定的不确定性,给综合能源系统的经济调度带来挑战,增加了可控设备的调整策略复杂性,从而使对应的风险费用增加。为降低系统所面临的风险,本文建立了基于条件风险价值的电-热-气综合能源系统经济调度模型,主要开展了以下研究工作:首先,研究了电-热-气综合能源系统的典型结构和多种能源间的相互联系,建立了综合能源系统中供电和供热设备的数学模型,并基于支路的元件特性和网络基本定律建立了电力子系统、热力子系统和天然气子系统的网络模型。其次,对综合能源系统中进行稳态多能流计算涉及的变量进行了分析,并针对热力和天然气子系统中的特殊问题进行了分析推导,在此基础上建立了综合能源系统的稳态多能流方程;将电力系统潮流计算中常用的Newton-Raphson法推广到综合能源系统多能流计算中,提出了基于Newton-Raphson法的多能流计算方法;对迭代过程中的雅克比矩阵进行了推导,并给出了多能流的计算流程;通过电-热-气综合能源系统仿真算例验证了方法的有效性。而后,分析了综合能源系统由于供能侧和负荷侧不确定性的存在而面临的调度风险,提出了采用条件风险价值分析其经济调度问题的必要性;建立了综合能源系统中供能设备和负荷的不确定性模型,对条件风险价值的定义和计算方法进行了介绍;定义了综合能源系统经济调度的风险费用,推导了相应的数学表达式,在此基础上建立了基于条件风险价值并考虑设备运行约束和多能流约束的经济调度数学模型;通过对数学模型进行分析将其化为双层优化问题,提出了基于快速粒子群算法和内点法的求解方法和求解流程。最后,以一个小型的电-热-气综合能源系统为例,利用所建立的经济调度模型进行仿真验证了所提出的模型的实用性,并分析了参数变化对结果的影响。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM73;TK01

【参考文献】

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本文编号：2581669