含电转气厂站的气电互联系统合作规划研究

发布时间：2020-06-10 00:52

【摘要】：天然气系统和电力系统是人们赖以生存的两大能源系统。天然气能够方便地转换成热能和通过燃气轮机转换成电能,电能是最方便转换成其它形式能量的二次能源。当前,电转气(Power to Gas,PtG)技术的迅速发展,正驱使这两大能源系统通过燃气轮机和电转气厂站有机耦合。这为通过气电两大能源系统实现能源的综合利用开辟了新途径。在满足天然气负荷和电负荷需求的条件下,如何合理规划气电互联系统,是涉及工程系统技术和经济的复杂问题。因此,开展含电转气厂站的气电互联系统规划问题研究有着重大的理论和实际意义。构建了一种含Pt G厂站的气电互联系统多目标规划模型。以电力线路和天然气管道扩建及Pt G厂站选址为中心,以电力系统、天然气系统和PtG厂站三个实体各自的净收益最大为目标函数,基于PtG原理和天然气系统稳态特性,在满足用户电负荷、天然气负荷需求的前提下,构建了气电互联系统的三目标混合整数非线性规划模型。模型中,通过对Pt G厂址接入天然气管道或电力线路保障了整个气电互联系统的连通性。提出了一种基于讨价还价博弈的气电互联系统多目标规划模型求解方法。视电力系统、天然气系统和PtG厂站为三个博弈参与者。结合讨价还价博弈的本质“参与者经过多次的讨价还价之后达成一致、得到一个双方不能通过改变策略获得更大收益的均衡解”,给出了基于讨价还价博弈的气电互联系统规划模型的求解方法。通过求解纳什讨价还价解函数,获得纳什讨价还价解,实现对模型的求解。并与其它多目标解法进行了比较和分析。提出了基于合作和非合作博弈的不同类型PtG厂站容量扩展规划方法。视PtG厂站为联盟参与者(共n个)。在2~n-1个联盟组合而成的全部合作和非合作博弈模式下,以不同类型的PtG厂站的最大净收益为目标函数,构建了各个PtG厂站容量扩展规划模型。将这些PtG厂站容量扩展规划模型视为“古诺模型”,使用传统“古诺模型”迭代搜索法求解合作和非合作博弈模式,得到最佳联盟组合下的不同类型PtG厂站容量规划结果。基于AMPL仿真平台对上述方法进行了仿真计算和分析。仿真实例采用改进的Belgium20节点天然气系统和改进的IEEE-RTS24节点电力系统。结果表明,经过讨价还价博弈获得的规划方案比传统模式下的电力系统和天然气系统单独规划能获得更好的整体经济效益,比集中式协同规划方案的实施更具有约束力。对PtG厂站容量扩展规划问题,各个参与者组成联盟进行合作博弈比进行非合作博弈能够获得更多的收益,但联盟中参与者的收益并不和联盟大小正相关。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM61

【参考文献】