电-气综合能源系统环境经济调度研究
发布时间：2022-10-19 10:27
迫于气候变暖、环境污染等多重压力,电力系统中的燃气发电占比日益增加,逐渐加强了电力系统和天然气系统之间的相互影响,对同时融合电力系统和天然气系统运行约束的电-气综合能源系统环境经济调度进行深入研究变得更加迫切。与此同时,大规模新能源并网、电转气技术、综合需求响应、多种环境相关政策等为电-气综合能源系统环境经济调度带来了新的机遇与挑战。基于此,本文在电-气综合能源系统环境经济调度方向做了以下研究:首先,为了挖掘碳捕集系统和电转气设备在消纳风电、减少二氧化碳排放等方面的优势,提出了联合碳捕集系统、电转气设备和附加设备的灵活运行模式,并建立了计及该灵活运行模式的电-气综合能源系统环境经济调度模型。模型中的非线性方程采用增量分段线性化方法进行线性化处理,进而将模型转化为商用求解器能够直接求解的混合整数线性规划问题。仿真算例分析了碳捕集系统、电转气技术及灵活运行模式对电-气综合能源系统环境经济调度的影响。其次,为了探究综合需求响应和空气污染控制技术对电-气综合能源系统环境经济调度的影响,以能量枢纽作为电-气综合能源系统能量输送和能量消耗的中间纽带,通过能量枢纽集成综合需求响应,同时考虑化石燃料机...
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电-气综合能源系统经济调度模式研究
1.2.2 考虑电转气和需求响应的电-气综合能源系统经济调度研究
1.2.3 考虑预测误差的电-气综合能源系统经济调度研究
1.2.4 考虑环境因素的电-气综合能源系统经济调度研究
1.3 现有研究存在的问题
1.4 论文的结构安排
第2章 考虑碳捕集系统和电转气设备的环境经济调度
2.1 引言
2.2 碳捕集系统、电转气设备及灵活运行模式
2.2.1 碳捕集系统
2.2.2 电转气设备
2.2.3 灵活运行模式
2.3 考虑碳捕集系统和电转气设备的环境经济调度模型
2.3.1 目标函数
2.3.2 约束条件
2.4 模型转化与求解
2.4.1 非线性方程线性化
2.4.2 模型求解
2.5 算例仿真
2.5.1 6节点电力系统和7节点天然气系统
2.5.2 IEEE39节点电力系统和比利时20节点天然气系统
2.6 本章小结
第3章 考虑综合需求响应和空气污染控制技术的环境经济调度
3.1 引言
3.2 能量枢纽和综合需求响应
3.2.1 能量枢纽
3.2.2 综合需求响应
3.3 考虑综合需求响应和空气污染控制技术的环境经济调度模型
3.3.1 气体排放模型
3.3.2 目标函数
3.3.3 约束条件
3.4 模型转化与求解
3.4.1 非线性方程线性化
3.4.2 模型求解
3.5 算例仿真
3.5.1 6节点电力系统和6节点天然气系统
3.5.2 IEEE39节点电力系统和比利时20节点天然气系统
3.6 本章小结
第4章 考虑排放限制和旋转备用约束的环境经济调度
4.1 引言
4.2 考虑排放限制和旋转备用约束的环境经济调度模型
4.2.1 目标函数
4.2.2 约束条件
4.3 模型转化与求解
4.3.1 非线性方程线性化
4.3.2 模型求解
4.4 算例仿真
4.4.1 6节点电力系统和7节点天然气系统
4.4.2 IEEE118节点电力系统和12节点天然气系统
4.5 本章小结
第5章 基于混合随机-信息间隙决策理论方法的环境经济调度
5.1 引言
5.2 计及风电和空气质量指数预测误差的随机环境经济调度模型
5.2.1 风电和空气质量指数的预测误差模型
5.2.2 场景生成与场景缩减
5.2.3 随机环境经济调度模型
5.3 计及碳交易价格预测误差的风险决策模型
5.3.1 信息间隙决策理论
5.3.2 计及碳交易价格预测误差的风险决策模型
5.4 模型转化与求解
5.4.1 非线性方程线性化
5.4.2 模型求解
5.5 算例仿真
5.5.1 6节点电力系统和7节点天然气系统
5.5.2 IEEE118节点电力系统和12节点天然气系统
5.6 本章小结
结论
参考文献
附录
附录A:6节点电力系统和7节点天然气系统
附录B:比利时20节点天然气系统
附录C:能量枢纽内部分元件参数
附录D:12节点天然气系统
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑电-气-碳综合交易的跨国电网分散式电力调度——以规划的东北亚跨国电网为例[J]. 杨青润,丁涛,曾子彧,宁叶,文亚. 全球能源互联网. 2019(06)
[2]计及大气污染物时空扩散的电-气能流分散协同优化[J]. 史守圆,瞿凯平,余涛,刘前进,王文睿. 电工技术学报. 2019(23)
[3]电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制研究综述[J]. 陈胜,卫志农,孙国强,王丹,臧海祥. 电力自动化设备. 2019(08)
[4]综合能源系统混合时间尺度运行优化[J]. 顾伟,陆帅,姚帅,庄文楠,潘光胜,周苏洋,吴志. 电力自动化设备. 2019(08)
[5]耦合能量枢纽多区域电—气互联能源系统分布式协同优化调度[J]. 文云峰,瞿小斌,肖友强,袁鹏,赵荣臻. 电力系统自动化. 2019(09)
[6]计及电转气技术的天然气–电力耦合系统运行研究综述[J]. 窦迅,赵文浩,郎伊紫禾,李扬,高赐威. 电网技术. 2019(01)
[7]《中华人民共和国大气污染防治法》2018年修订版公布[J]. 新疆电力技术. 2018(04)
[8]《中华人民共和国大气污染防治法》2018年修订版公布[J]. 新疆电力技术. 2018 (04)
[9]考虑电转气消纳风电的电–气综合能源系统双层优化调度[J]. 张儒峰,姜涛,李国庆,陈厚合,李雪,宁若汐. 中国电机工程学报. 2018(19)
[10]气–电综合能源系统最优潮流及其环境增效研究[J]. 王泽森,唐艳梅,乔宝榆,门向阳,曹军,王海风. 中国电机工程学报. 2018(S1)
本文编号：3693192
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电-气综合能源系统经济调度模式研究
1.2.2 考虑电转气和需求响应的电-气综合能源系统经济调度研究
1.2.3 考虑预测误差的电-气综合能源系统经济调度研究
1.2.4 考虑环境因素的电-气综合能源系统经济调度研究
1.3 现有研究存在的问题
1.4 论文的结构安排
第2章 考虑碳捕集系统和电转气设备的环境经济调度
2.1 引言
2.2 碳捕集系统、电转气设备及灵活运行模式
2.2.1 碳捕集系统
2.2.2 电转气设备
2.2.3 灵活运行模式
2.3 考虑碳捕集系统和电转气设备的环境经济调度模型
2.3.1 目标函数
2.3.2 约束条件
2.4 模型转化与求解
2.4.1 非线性方程线性化
2.4.2 模型求解
2.5 算例仿真
2.5.1 6节点电力系统和7节点天然气系统
2.5.2 IEEE39节点电力系统和比利时20节点天然气系统
2.6 本章小结
第3章 考虑综合需求响应和空气污染控制技术的环境经济调度
3.1 引言
3.2 能量枢纽和综合需求响应
3.2.1 能量枢纽
3.2.2 综合需求响应
3.3 考虑综合需求响应和空气污染控制技术的环境经济调度模型
3.3.1 气体排放模型
3.3.2 目标函数
3.3.3 约束条件
3.4 模型转化与求解
3.4.1 非线性方程线性化
3.4.2 模型求解
3.5 算例仿真
3.5.1 6节点电力系统和6节点天然气系统
3.5.2 IEEE39节点电力系统和比利时20节点天然气系统
3.6 本章小结
第4章 考虑排放限制和旋转备用约束的环境经济调度
4.1 引言
4.2 考虑排放限制和旋转备用约束的环境经济调度模型
4.2.1 目标函数
4.2.2 约束条件
4.3 模型转化与求解
4.3.1 非线性方程线性化
4.3.2 模型求解
4.4 算例仿真
4.4.1 6节点电力系统和7节点天然气系统
4.4.2 IEEE118节点电力系统和12节点天然气系统
4.5 本章小结
第5章 基于混合随机-信息间隙决策理论方法的环境经济调度
5.1 引言
5.2 计及风电和空气质量指数预测误差的随机环境经济调度模型
5.2.1 风电和空气质量指数的预测误差模型
5.2.2 场景生成与场景缩减
5.2.3 随机环境经济调度模型
5.3 计及碳交易价格预测误差的风险决策模型
5.3.1 信息间隙决策理论
5.3.2 计及碳交易价格预测误差的风险决策模型
5.4 模型转化与求解
5.4.1 非线性方程线性化
5.4.2 模型求解
5.5 算例仿真
5.5.1 6节点电力系统和7节点天然气系统
5.5.2 IEEE118节点电力系统和12节点天然气系统
5.6 本章小结
结论
参考文献
附录
附录A:6节点电力系统和7节点天然气系统
附录B:比利时20节点天然气系统
附录C:能量枢纽内部分元件参数
附录D:12节点天然气系统
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑电-气-碳综合交易的跨国电网分散式电力调度——以规划的东北亚跨国电网为例[J]. 杨青润,丁涛,曾子彧,宁叶,文亚. 全球能源互联网. 2019(06)
[2]计及大气污染物时空扩散的电-气能流分散协同优化[J]. 史守圆,瞿凯平,余涛,刘前进,王文睿. 电工技术学报. 2019(23)
[3]电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制研究综述[J]. 陈胜,卫志农,孙国强,王丹,臧海祥. 电力自动化设备. 2019(08)
[4]综合能源系统混合时间尺度运行优化[J]. 顾伟,陆帅,姚帅,庄文楠,潘光胜,周苏洋,吴志. 电力自动化设备. 2019(08)
[5]耦合能量枢纽多区域电—气互联能源系统分布式协同优化调度[J]. 文云峰,瞿小斌,肖友强,袁鹏,赵荣臻. 电力系统自动化. 2019(09)
[6]计及电转气技术的天然气–电力耦合系统运行研究综述[J]. 窦迅,赵文浩,郎伊紫禾,李扬,高赐威. 电网技术. 2019(01)
[7]《中华人民共和国大气污染防治法》2018年修订版公布[J]. 新疆电力技术. 2018(04)
[8]《中华人民共和国大气污染防治法》2018年修订版公布[J]. 新疆电力技术. 2018 (04)
[9]考虑电转气消纳风电的电–气综合能源系统双层优化调度[J]. 张儒峰,姜涛,李国庆,陈厚合,李雪,宁若汐. 中国电机工程学报. 2018(19)
[10]气–电综合能源系统最优潮流及其环境增效研究[J]. 王泽森,唐艳梅,乔宝榆,门向阳,曹军,王海风. 中国电机工程学报. 2018(S1)
本文编号：3693192
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