计及网络动态特性的综合能源系统优化调度方法研究
发布时间：2021-12-11 20:53
相比电力能源传输,天然气、热力能源的传输具有更长的惯性时间常数,即传输的速度相对较慢。因而,在含有电力、天然气与热力耦合的综合能源系统（Integrated Energy System,IES）的运行优化中,如果没有协调好三种不同时间特性的能源之间的耦合关系,甚至忽略了IES动态过程,将会制定出违背实际情况的系统调度方案,引起IES的低效率甚至是无效运行。同时,大规模集成到IES中的风力发电,因其较强的波动性与难以准确预测的特点,使得IES的运行调度面临强不确定性的影响。据此,本文从电、热、气三种能源之间的时间尺度差异入手,提出一种考虑动态气-热网络与不确定性风电的综合能源系统协调优化运行研究,以获IES的运行灵活性与经济性双赢,同时改善波动性风功率的消纳情况。主要做了如下工作:1.建立了一种精细化的涵盖热网、天然气网管道特征的IES优化运行模型,以准确表达多能耦合运行特征。首先,着眼于IES的日前调度模型,对各类能源耦合设备及产能设备进行数学建模。其次,统筹子网络的稳态约束限制与全系统的异质能流协同关系,致力于提升综合能源服务的经济和安全利益。进一步,考虑了混合储能并引入了蓄电池、储...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１电气热互联型ＩＥＳ运行结构图??政策方面，美、力卩、欧州诸国相继在２００１－２０１０年决定实施电力和天然气等??
的复杂性，ＩＥＳ的优化运行，通常很少??或根本不考虑内部网络和相关约束，而这会导致诸如逾越网络安全限制等不可行??的结果。伴之各类异质能流间互联程度的持续加深，能源系统面临的挑战愈加严??峻，如何最优协调不同时间尺度的能源已成为ＩＥＳ运行优化的研宄难点（见图??１－２）。??可再生能源?混合储能?能源转换－耦合??Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?？??综合能源系统优化运行??电能?天然气?热能??！?！?！??网络动态特性?髙维高阶不确定性?多能协同调度??图１－２综合能源系统优化运行的主要问题??难点一，多种异质能源在耦合时，最不能忽略的是能源自身特性差异所带来??的直接冲突。电能以电磁波的形式传播，传播速度为光速，其发、输、调、用几??乎是零时差完成的。另外，电能难以存储，通常即发即用，储电设备近年来虽得??到了重视和开发利用，但其具有价格昂贵、储量较低、寿命限制、技术壁垒等一??２??
?山东大学硕士学位论文???实际运行中，气井的出力不可能是无限制的，气井实时发出的气流量被制约??如下式：??（２＿１４）??（２）压缩机??天然气在管道中传输时，不可避免的会发生管壁摩擦，这在大规模远距离传??输时愈加明显，直接导致气压降落。为保障天然气的正常传运与取用，常在线路??上安设压缩机等设备来抬高、维持气压。??本文釆用简化的压缩机模型，假设在线路Ｗ上设有一台压缩机，则该管道??出入口的气流量变化如下。??ｐ！，ｔｈ，ｔ?（２－１５）??２．２综合能源系统调度的稳态数学模型??本文所研宄的综合能源系统包含如图２－１所示的电力、热力、燃气系统三个??部分。供源方面，在电网的火电、风电机组之外，弓丨入热力系统的ＣＨＰ，以及气??网的气源和ＧＴ等设备；负荷方面，除各子系统独立的负荷以外，ＣＨＰ和ＧＴ作??为气网负荷考虑；由各子系统之间通过ＣＨＰ、ＧＴ等所在节点相互耦合，从而将??电、气、热三种能源聚合成网。??电力系统＃?Ｓ??＇?电负荷??＾?ａ?＿?４??风机燃气轮机ｒｅｓ?系统??．１?，、雜?＿?Ｊ??繼??Ｉ?祕气Ｊ??Ｓ?嚴：?：丁??气负荷??图２－１综合能源系统结构图??为了进行ＩＥＳ的统一调度，本节提出稳态ＩＥＳ日前调度模型，解决ＩＥＳ最优??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置[J]. 熊文,刘育权,苏万煌,郝然,王玥,艾芊. 电力自动化设备. 2019(01)
[2]考虑电气转换储能和可再生能源集成的微能源网多目标规划[J]. 刘维康,王丹,余晓丹,马莉,薛松,武泽辰. 电力系统自动化. 2018(16)
[3]基于多场景随机规划和MPC的冷热电联合系统协同优化[J]. 王皓,艾芊,甘霖,周晓倩,胡帆. 电力系统自动化. 2018(13)
[4]热网特性对于综合能源系统超短期调度的影响[J]. 姚帅,顾伟,张雪松,赵波,陆帅,吴晨雨. 电力系统自动化. 2018(14)
[5]电—气互联综合能源系统多时间尺度动态优化调度[J]. 梅建春,卫志农,张勇,马洲俊,孙国强,臧海祥. 电力系统自动化. 2018(13)
[6]计及电转气运行成本的综合能源系统多目标日前优化调度[J]. 董帅,王成福,梁军,董晓明,梁正堂,李华东. 电力系统自动化. 2018(11)
[7]综合能源系统分层分布式协调控制方法[J]. 赵曰浩,彭克,徐丙垠,赵学深,张聪. 电力自动化设备. 2017(06)
[8]电-气互联综合能源系统多时段暂态能量流仿真[J]. 卫志农,梅建春,孙国强,臧海祥,陈胜,陈霜. 电力自动化设备. 2017(06)
[9]计及P2H的电-热互联综合能源系统概率能量流分析[J]. 孙娟,卫志农,孙国强,陈胜,臧海祥,陈霜. 电力自动化设备. 2017(06)
[10]多区域综合能源系统热网建模及系统运行优化[J]. 顾伟,陆帅,王珺,尹香,张成龙,王志贺. 中国电机工程学报. 2017(05)
本文编号：3535383
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１电气热互联型ＩＥＳ运行结构图??政策方面，美、力卩、欧州诸国相继在２００１－２０１０年决定实施电力和天然气等??
的复杂性，ＩＥＳ的优化运行，通常很少??或根本不考虑内部网络和相关约束，而这会导致诸如逾越网络安全限制等不可行??的结果。伴之各类异质能流间互联程度的持续加深，能源系统面临的挑战愈加严??峻，如何最优协调不同时间尺度的能源已成为ＩＥＳ运行优化的研宄难点（见图??１－２）。??可再生能源?混合储能?能源转换－耦合??Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?？??综合能源系统优化运行??电能?天然气?热能??！?！?！??网络动态特性?髙维高阶不确定性?多能协同调度??图１－２综合能源系统优化运行的主要问题??难点一，多种异质能源在耦合时，最不能忽略的是能源自身特性差异所带来??的直接冲突。电能以电磁波的形式传播，传播速度为光速，其发、输、调、用几??乎是零时差完成的。另外，电能难以存储，通常即发即用，储电设备近年来虽得??到了重视和开发利用，但其具有价格昂贵、储量较低、寿命限制、技术壁垒等一??２??
?山东大学硕士学位论文???实际运行中，气井的出力不可能是无限制的，气井实时发出的气流量被制约??如下式：??（２＿１４）??（２）压缩机??天然气在管道中传输时，不可避免的会发生管壁摩擦，这在大规模远距离传??输时愈加明显，直接导致气压降落。为保障天然气的正常传运与取用，常在线路??上安设压缩机等设备来抬高、维持气压。??本文釆用简化的压缩机模型，假设在线路Ｗ上设有一台压缩机，则该管道??出入口的气流量变化如下。??ｐ！，ｔｈ，ｔ?（２－１５）??２．２综合能源系统调度的稳态数学模型??本文所研宄的综合能源系统包含如图２－１所示的电力、热力、燃气系统三个??部分。供源方面，在电网的火电、风电机组之外，弓丨入热力系统的ＣＨＰ，以及气??网的气源和ＧＴ等设备；负荷方面，除各子系统独立的负荷以外，ＣＨＰ和ＧＴ作??为气网负荷考虑；由各子系统之间通过ＣＨＰ、ＧＴ等所在节点相互耦合，从而将??电、气、热三种能源聚合成网。??电力系统＃?Ｓ??＇?电负荷??＾?ａ?＿?４??风机燃气轮机ｒｅｓ?系统??．１?，、雜?＿?Ｊ??繼??Ｉ?祕气Ｊ??Ｓ?嚴：?：丁??气负荷??图２－１综合能源系统结构图??为了进行ＩＥＳ的统一调度，本节提出稳态ＩＥＳ日前调度模型，解决ＩＥＳ最优??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置[J]. 熊文,刘育权,苏万煌,郝然,王玥,艾芊. 电力自动化设备. 2019(01)
[2]考虑电气转换储能和可再生能源集成的微能源网多目标规划[J]. 刘维康,王丹,余晓丹,马莉,薛松,武泽辰. 电力系统自动化. 2018(16)
[3]基于多场景随机规划和MPC的冷热电联合系统协同优化[J]. 王皓,艾芊,甘霖,周晓倩,胡帆. 电力系统自动化. 2018(13)
[4]热网特性对于综合能源系统超短期调度的影响[J]. 姚帅,顾伟,张雪松,赵波,陆帅,吴晨雨. 电力系统自动化. 2018(14)
[5]电—气互联综合能源系统多时间尺度动态优化调度[J]. 梅建春,卫志农,张勇,马洲俊,孙国强,臧海祥. 电力系统自动化. 2018(13)
[6]计及电转气运行成本的综合能源系统多目标日前优化调度[J]. 董帅,王成福,梁军,董晓明,梁正堂,李华东. 电力系统自动化. 2018(11)
[7]综合能源系统分层分布式协调控制方法[J]. 赵曰浩,彭克,徐丙垠,赵学深,张聪. 电力自动化设备. 2017(06)
[8]电-气互联综合能源系统多时段暂态能量流仿真[J]. 卫志农,梅建春,孙国强,臧海祥,陈胜,陈霜. 电力自动化设备. 2017(06)
[9]计及P2H的电-热互联综合能源系统概率能量流分析[J]. 孙娟,卫志农,孙国强,陈胜,臧海祥,陈霜. 电力自动化设备. 2017(06)
[10]多区域综合能源系统热网建模及系统运行优化[J]. 顾伟,陆帅,王珺,尹香,张成龙,王志贺. 中国电机工程学报. 2017(05)
本文编号：3535383
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