计及风电不确定性的电—热综合能源系统优化调度方法研究
发布时间:2021-01-06 07:00
近年来,随着能源需求的不断增长,能源短缺和环境问题变得日益严峻。由于传统化石能源具有不可再生性,清洁能源成为推动能源工业的创新和变革。因此,能源系统的稱合及互补是提高能源效率和促进可再生能源消纳能力的有效途径。综合能源系统(Integrated Energy Systems,IES)被认为是未来人类社会能源的重要形式。在此基础上,为考虑实际中热力网络的结构特点和解决风电的不确定性问题,急需一种合理的热力网络模型和解决不确定性问题的优化方法参与电-热综合能源系统(Integrated Electricity and District Heating System,IEDHS)优化调度。本文在此课题的研究背景下,主要完成了以下研究工作:首先,介绍了电-热综合能源系统和不确定性优化问题的研究现状,给出了电-热综合能源系统中电力系统、热力系统的网络模型和建模方法,阐述了各系统的网络模型的结构特点及能源特性,揭示了各能源系统间的耦合和互补关系。其次,通过对电-热耦合关系的数学模型(即热电联产机组)的分析,考虑热网传输延迟特性,建立了以电-热综合能源系统总运行成本最小为目标函数的电-热综合能源系统...
【文章来源】:东北电力大学吉林省
【文章页数】:65 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-1电-热综合能源系统结构示意图??在传统的优化调度模式下,冬季供暖期热电联产(Combined?power?and?heat,?CHP)机组??多以“以热定电”的模式运行,受热负荷需求的制约,导致电力系统中弃风现象严重,限??
?第2章考虑热网传输延迟的电-热综合能源系统网络模型???丁:?,?TZ?7;?,?一-?’?热交换站?I???1?一+?4?士?--?一〇__?I??!热源—^?e ̄〇?=?乂一,,?;??!?_ILj-^?<?T疒、、、、、〇.!?|i??T;\,?Tm,??\热交换站I??以节点《为终点的供水管道?以节点《为终点的回水管道?|??I??I?以节点n为起点的供水管道?以节点《为起点的回水管道??I?I??图2-3热网结构示意图??1)温度混合约束??图2-3中供水管道和回水管道中的水质量m;和m;是相等的,流入节点n的热水水温与??节点/7处的热水混合温度关系为:??Z?(C-^)=^,,-?I?<??/e/r'?/e/r'?(2-10)??I?(T^-m\)?=?TvnJ-?X??/e/f1^?/£/?啊??流出节点》的热水水温与节点》处的热水混合温度关系为:??GK,,/f?”,??(2-11)??d,,./.f??式中,m;、m丨分别为供水网络和回水网络中的管道/中的水质量;7T"和iT"分别为以节点??n为起点和终点的管道集合;7=和rj分别为在?时段管道/出口处的供水温度和回水温度;??和分别为在f时段管道/入口处的供水温度和回水温度。??2)传输延迟约束??热水在热源处加热进入一次供水管道,以一定的速度朝着热负荷流动。在传输过程中??存在几分钟到几小时的延迟[42],如图2-4所示。从入口到出口温度变化的延迟时间为??rdelay?=?/? ̄?(2-12)??VV??式中,/为时间延迟系数:为管道/的长度:vy为水在管道/中的流速。??湃入?
i?i?i?i??50?士??i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i??i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i??3〇?1?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i?i??1?2?3?4?5?6?7?8?9?10?11?12?13?14?15?16?17?18?19?20?21?22?23?24??时间/h??d)节点1处的水温??图3-3?IEDHS中各机组出力对比???表3-4场景1和场景2的调度结果对比???场景?总成本/万美元?消纳风电/MW?CHP电出力/MW?CHP热出力/MW??场景?1?126.34?17304.894?8896.018?4488.455??场景?2?123.45?17943.503?8688.376?4488.634??从图3-3?a)可以看出,场景1中CHP机组的热出力同热负荷曲线趋势一致,场景2中??每个时段的CHP机组的热出力不再受热负荷功率的制约。场景2较场景1高出的CHP机??组热出力量为热力系统中储存的热量;由于考虑了热网传输延迟特性,场景2较场景1低??出的CHP机组热出力量是为热力系统中储存后释放的能量。在电负荷低、风电量充足的情??况下,场景2中热出力量减小,同时如图3-3?b)场景2中CHP机组的电出力也较场景1低,??IEDHS能够消纳更多的风电如图3-3?c)所示。场景1和场景2的供水温度和回水温度的对??比情况如图3-3?d)所示。在表3-4中,与场景1相比,场景2因考虑了热网传输延迟
本文编号:2960137
【文章来源】:东北电力大学吉林省
【文章页数】:65 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-1电-热综合能源系统结构示意图??在传统的优化调度模式下,冬季供暖期热电联产(Combined?power?and?heat,?CHP)机组??多以“以热定电”的模式运行,受热负荷需求的制约,导致电力系统中弃风现象严重,限??
?第2章考虑热网传输延迟的电-热综合能源系统网络模型???丁:?,?TZ?7;?,?一-?’?热交换站?I???1?一+?4?士?--?一〇__?I??!热源—^?e ̄〇?=?乂一,,?;??!?_ILj-^?<?T疒、、、、、〇.!?|i??T;\,?Tm,??\热交换站I??以节点《为终点的供水管道?以节点《为终点的回水管道?|??I??I?以节点n为起点的供水管道?以节点《为起点的回水管道??I?I??图2-3热网结构示意图??1)温度混合约束??图2-3中供水管道和回水管道中的水质量m;和m;是相等的,流入节点n的热水水温与??节点/7处的热水混合温度关系为:??Z?(C-^)=^,,-?I?<??/e/r'?/e/r'?(2-10)??I?(T^-m\)?=?TvnJ-?X??/e/f1^?/£/?啊??流出节点》的热水水温与节点》处的热水混合温度关系为:??GK,,/f?”,??(2-11)??d,,./.f??式中,m;、m丨分别为供水网络和回水网络中的管道/中的水质量;7T"和iT"分别为以节点??n为起点和终点的管道集合;7=和rj分别为在?时段管道/出口处的供水温度和回水温度;??和分别为在f时段管道/入口处的供水温度和回水温度。??2)传输延迟约束??热水在热源处加热进入一次供水管道,以一定的速度朝着热负荷流动。在传输过程中??存在几分钟到几小时的延迟[42],如图2-4所示。从入口到出口温度变化的延迟时间为??rdelay?=?/? ̄?(2-12)??VV??式中,/为时间延迟系数:为管道/的长度:vy为水在管道/中的流速。??湃入?
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