多主体决策环境下电—气能量流分布式协同优化调度研究

发布时间：2021-03-25 10:32

　　在未来能源互联网环境下,电力系统与天然气系统将高度融合,两系统间耦合和交互愈加频繁,若忽略系统间相互作用对两个系统造成的影响,将导致优化结果过于乐观。因此,有必要考虑电力流与天然气流的相互作用开展电-气能量流的协同优化研究。同时,实际中的电力和天然气系统优化运行调度往往各自为政,电-气互联能源系统的强耦合作用给电、气各系统的调度管理引入了新的难题。为此,有必要针对电力流与天然气流的多主体分布自治决策特点,深入研究电-气互联能源系统的分布式协同调度理论与方法,以实现电力流与天然气流高效综合利用与互补协同,维持电-气互联能源系统安全和经济运行。本文主要的研究内容及研究成果包括:（1）构建同时考虑电力流和天然气流运行特性的系统级“粗粒度”电-气互联能源系统稳态模型和含能量枢纽（Energy Hub,EH）的节点级“细粒度”电-气互联能源系统稳态模型,基于增量分段线性技术（Incremental Piecewise Linear,INC）和二阶锥松弛（Second-order Cone Relaxation,SOCR）技术对模型中的非凸约束（天然气管道气流模型、耦合元件模型等）进行线性化或二阶... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电-气互联能源系统建模及相互作用研究现状
        1.2.2 电-气能量流协同优化调度研究现状
        1.2.3 电-气能量流协同优化调度求解方法研究现状
    1.3 总体研究思路
    1.4 本文的主要工作
2 电-气互联能源系统稳态模型
    2.1 引言
    2.2 电力系统稳态模型
    2.3 天然气系统稳态模型
        2.3.1 天然气系统元件模型
        2.3.2 天然气系统网络拓扑模型
    2.4 电-气能量流耦合约束建模
        2.4.1 耦合元件原始约束
        2.4.2 耦合元件分段线性约束
        2.4.3 耦合元件二阶锥松弛约束
    2.5 基于能量枢纽的电-气互联能源系统稳态建模
        2.5.1 能量枢纽结构模型
        2.5.2 基于能量枢纽的电-气能流网络模型
    2.6 小结
3 层级分布式电-气能量流协同优化调度
    3.1 引言
    3.2 系统级电-气能量流解耦机制
    3.3 层级分布式协同优化框架
    3.4 基于目标级联分析的电-气能量流分布式协同优化调度
        3.4.1 目标级联分析（ATC）
        3.4.2 基于ATC的电-气能量流分布式协同优化调度模型
        3.4.3 基于ATC的电-气能量流分布式协同优化调度算法流程
    3.5 基于层级交替方向乘子法的电-气能量流分布式协同优化调度
        3.5.1 层级交替方向乘子法（MS-ADMM）
        3.5.2 基于MS-ADMM的电-气能量流分布式协同优化调度模型
        3.5.3 基于MS-ADMM的电-气能量流分布式协同优化调度算法流程
    3.6 算例分析
        3.6.1 Garver6-GAS7电-气互联能源系统测试结果
        3.6.2 IEEE118-GAS90电-气互联能源系统测试结果
    3.7 小结
4 对等分布式电-气能量流协同优化调度
    4.1 引言
    4.2 系统级电-气能量流解耦机制
    4.3 对等分布式协同优化框架
    4.4 基于对等交替方向乘子法的电-气能量流分布式协同优化调度
        4.4.1 对等交替方向乘子法（GS-ADMM、PJ-ADMM）
        4.4.2 基于GS-ADMM的电-气能量流分布式协同优化调度模型
        4.4.3 基于PJ-ADMM的电-气能量流分布式协同优化调度模型
        4.4.4 基于对等交替方向乘子法的电-气能量流分布式协同优化调度算法流程
    4.5 算例分析
        4.5.1 Garver6-GAS7电-气互联能源系统测试结果
        4.5.2 IEEE118-GAS90电-气互联能源系统测试结果
    4.6 小结
5 含能量枢纽的分布式电-气能量流协同优化调度
    5.1 引言
    5.2 节点级电-气能量流解耦机制
    5.3 含能量枢纽的分布式电-气能量流协同优化框架
    5.4 电-气能量流节点级分布式协同优化调度
        5.4.1 电-气能量流节点级分布式协同优化调度模型
        5.4.2 电-气能量流节点级分布式协同优化调度算法流程
        5.4.3 算例分析
    5.5 小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文
    B.作者在攻读硕士学位期间申请的专利
    C.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
    D.Garver6-GAS7节点电-气互联能源系统基础数据
    E.IEEE118-GAS90节点电-气互联能源系统基础数据


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑大量EV接入的电—气—热多能耦合系统协同优化调度[J]. 潘振宁,王克英,瞿凯平,余涛,王德志,张孝顺.  电力系统自动化. 2018(04)
[2]一种考虑天然气系统动态过程的气电联合系统优化运行模型[J]. 艾小猛,方家琨,徐沈智,文劲宇.  电网技术. 2018(02)
[3]考虑运行约束的区域电力–天然气–热力综合能源系统能量流优化分析[J]. 王伟亮,王丹,贾宏杰,何桂雄,智云强,刘柳,范孟华.  中国电机工程学报. 2017(24)
[4]世界典型国家天然气发展历程及对中国的启示[J]. 郜婕,赵忠德,武松,杜艳,吴浩筠.  国际石油经济. 2017(08)
[5]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)
[6]区域综合能源系统多目标最优混合潮流算法[J]. 林威,靳小龙,穆云飞,贾宏杰,徐宪东,余晓丹.  中国电机工程学报. 2017(20)
[7]考虑配电网重构的区域综合能源系统最优混合潮流计算[J]. 靳小龙,穆云飞,贾宏杰,吴建中,徐宪东,余晓丹.  电力系统自动化. 2017(01)
[8]天然气网络和电源、电网联合规划的方法研究[J]. 胡源,别朝红,李更丰,丁涛,连浩然.  中国电机工程学报. 2017(01)
[9]含电转气的电-气-热系统协同调度与消纳风电效益分析[J]. 李杨,刘伟佳,赵俊华,文福拴,董朝阳,郑宇,张睿.  电网技术. 2016(12)
[10]考虑天然气网络状态的电力–天然气区域综合能源系统稳态分析[J]. 王伟亮,王丹,贾宏杰,陈沼宇,郭炳庆,周海明,范孟华.  中国电机工程学报. 2017(05)



本文编号：3099538