考虑电-气-热的能源枢纽运行优化问题研究
发布时间：2021-10-24 08:10
能源是推动工业发展和社会进步的动力,随着能源互联网的兴起,人们对于能源的高效综合利用有了越来越多的关注。电力网络和天然气网络是现代能源体系中最重要的两个能源网络,燃气轮机、电转气（power-to-gas,P2G）技术实现了能量在电网和气网间的双向流动。能源枢纽作为多能源综合利用的主体单元,实现了不同能源网络之间的耦合,具有多能互补的优势,多种类型的柔性负荷也可以共同参与能源枢纽的需求响应。因此对能源枢纽以及多能源网络进行建模分析,并考虑柔性负荷参与调度,对于促进电力系统和天然气系统等多能源网络的深度融合,推动建立安全经济、清洁高效的未来能源体系具有重要意义。本文对能源枢纽的概况进行了介绍,建立了包含热电联供（Combined Heat and Power,CHP）、P2G、电锅炉、燃气锅炉、风电和多种储能的能源枢纽模型。并将电、气、热等多种柔性负荷纳入需求侧响应资源。再基于分时电价与分时气价,考虑经济性和环保性两个目标,构建能源枢纽的多目标日前综合优化调度模型,采用法线边界交叉（Normal Boundary Intersection,NBI）法进行求解,并利用TOPSIS法选出折中...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 柔性负荷与需求响应
1.2.2 能源枢纽
1.2.3 多能源枢纽与多能源网络
1.3 本文主要的研究内容
第二章 能源枢纽与柔性负荷
2.1 能源枢纽概况
2.2 能源枢纽建模
2.2.1 热电联供
2.2.2 电锅炉与燃气锅炉
2.2.3 风力发电
2.2.4 电转气
2.2.5 储能
2.3 柔性负荷
2.4 本章小结
第三章 能源枢纽多目标综合优化调度策略
3.1 目标函数
3.1.1 经济成本
3.1.2 环保成本
3.2 约束条件
3.3 多目标优化模型求解
3.3.1 法线边界交叉法
3.3.2 TOPSIS法
3.4 算例分析
3.4.1 算例概况
3.4.2 算例结果与分析
3.5 本章小结
第四章 多能源枢纽双层优化调度策略
4.1 电力网络模型
4.1.1 直流潮流模型
4.1.2 节点边际电价
4.2 天然气网络模型
4.2.1 管道天然气流稳态方程
4.2.2 压缩机
4.2.3 天然气流量平衡
4.3 双层优化理论
4.4 多能源枢纽双层优化调度模型
4.4.1 上层优化模型
4.4.2 下层优化模型
4.4.3 优化模型求解流程
4.5 算例分析
4.5.1 算例概况
4.5.2 算例结果与分析
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国的能源革命——供给侧改革与结构优化（2017-2050）[J]. 刘强,王恰. 国际石油经济. 2017(08)
[2]考虑备用动作约束的含风电场电力系统多目标动态优化调度[J]. 颜远,林舜江,刘明波. 电网技术. 2018(02)
[3]考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度[J]. 卢志刚,郭凯,闫桂红,何良策. 电力系统自动化. 2017(15)
[4]高强度能源开发区经济增长与环境污染、资源消耗的耦合关系研究[J]. 陈秀端. 生态经济. 2017(07)
[5]考虑多能协同的工厂综合需求侧响应模型[J]. 何仲潇,徐成司,刘育权,华煌圣,董树锋. 电力自动化设备. 2017(06)
[6]基于冷热电多能互补的工业园区互动机制研究[J]. 姜子卿,郝然,艾芊. 电力自动化设备. 2017(06)
[7]应对风电间歇性的火电机组组合模型与分析[J]. 李本新,韩学山,蒋哲,李文博. 电网技术. 2017(05)
[8]考虑柔性负荷的多目标安全约束机组组合优化模型及求解[J]. 王晗,徐潇源,严正. 电网技术. 2017(06)
[9]计及电转气的电–气互联综合能源系统削峰填谷研究[J]. 卫志农,张思德,孙国强,臧海祥,陈胜,陈霜. 中国电机工程学报. 2017(16)
[10]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)
博士论文
[1]电池储能系统及其在风—储孤网中的运行与控制[D]. 彭思敏.上海交通大学 2013
[2]电力系统优化运行的相关问题研究[D]. 章美丹.浙江大学 2013
[3]城市天然气输配管网水力模拟研究与实践[D]. 王兴畏.重庆大学 2013
[4]天然气管道运行优化模型及其寻优方法研究[D]. 杨毅.西南石油大学 2006
硕士论文
[1]基于需求响应的风电消纳源荷协调调度策略研究[D]. 张亚楠.华北电力大学(北京) 2017
[2]社区和家庭能源中心运行优化策略[D]. 张华一.浙江大学 2017
[3]电力系统柔性负荷的建模与控制策略研究[D]. 张良杰.东南大学 2016
[4]基于双层规划的微网经济调度[D]. 尹昆.长沙理工大学 2015
[5]基于峰谷电价的需求响应效果评价[D]. 董萌萌.华北电力大学 2014
[6]风电并网对电力市场需求侧价格响应的影响[D]. 戴文威.湖南大学 2013
[7]超导储能系统（SMES）建模及与电网相互作用机理研究[D]. 余志文.上海交通大学 2013
本文编号：3454917
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 柔性负荷与需求响应
1.2.2 能源枢纽
1.2.3 多能源枢纽与多能源网络
1.3 本文主要的研究内容
第二章 能源枢纽与柔性负荷
2.1 能源枢纽概况
2.2 能源枢纽建模
2.2.1 热电联供
2.2.2 电锅炉与燃气锅炉
2.2.3 风力发电
2.2.4 电转气
2.2.5 储能
2.3 柔性负荷
2.4 本章小结
第三章 能源枢纽多目标综合优化调度策略
3.1 目标函数
3.1.1 经济成本
3.1.2 环保成本
3.2 约束条件
3.3 多目标优化模型求解
3.3.1 法线边界交叉法
3.3.2 TOPSIS法
3.4 算例分析
3.4.1 算例概况
3.4.2 算例结果与分析
3.5 本章小结
第四章 多能源枢纽双层优化调度策略
4.1 电力网络模型
4.1.1 直流潮流模型
4.1.2 节点边际电价
4.2 天然气网络模型
4.2.1 管道天然气流稳态方程
4.2.2 压缩机
4.2.3 天然气流量平衡
4.3 双层优化理论
4.4 多能源枢纽双层优化调度模型
4.4.1 上层优化模型
4.4.2 下层优化模型
4.4.3 优化模型求解流程
4.5 算例分析
4.5.1 算例概况
4.5.2 算例结果与分析
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国的能源革命——供给侧改革与结构优化（2017-2050）[J]. 刘强,王恰. 国际石油经济. 2017(08)
[2]考虑备用动作约束的含风电场电力系统多目标动态优化调度[J]. 颜远,林舜江,刘明波. 电网技术. 2018(02)
[3]考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度[J]. 卢志刚,郭凯,闫桂红,何良策. 电力系统自动化. 2017(15)
[4]高强度能源开发区经济增长与环境污染、资源消耗的耦合关系研究[J]. 陈秀端. 生态经济. 2017(07)
[5]考虑多能协同的工厂综合需求侧响应模型[J]. 何仲潇,徐成司,刘育权,华煌圣,董树锋. 电力自动化设备. 2017(06)
[6]基于冷热电多能互补的工业园区互动机制研究[J]. 姜子卿,郝然,艾芊. 电力自动化设备. 2017(06)
[7]应对风电间歇性的火电机组组合模型与分析[J]. 李本新,韩学山,蒋哲,李文博. 电网技术. 2017(05)
[8]考虑柔性负荷的多目标安全约束机组组合优化模型及求解[J]. 王晗,徐潇源,严正. 电网技术. 2017(06)
[9]计及电转气的电–气互联综合能源系统削峰填谷研究[J]. 卫志农,张思德,孙国强,臧海祥,陈胜,陈霜. 中国电机工程学报. 2017(16)
[10]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)
博士论文
[1]电池储能系统及其在风—储孤网中的运行与控制[D]. 彭思敏.上海交通大学 2013
[2]电力系统优化运行的相关问题研究[D]. 章美丹.浙江大学 2013
[3]城市天然气输配管网水力模拟研究与实践[D]. 王兴畏.重庆大学 2013
[4]天然气管道运行优化模型及其寻优方法研究[D]. 杨毅.西南石油大学 2006
硕士论文
[1]基于需求响应的风电消纳源荷协调调度策略研究[D]. 张亚楠.华北电力大学(北京) 2017
[2]社区和家庭能源中心运行优化策略[D]. 张华一.浙江大学 2017
[3]电力系统柔性负荷的建模与控制策略研究[D]. 张良杰.东南大学 2016
[4]基于双层规划的微网经济调度[D]. 尹昆.长沙理工大学 2015
[5]基于峰谷电价的需求响应效果评价[D]. 董萌萌.华北电力大学 2014
[6]风电并网对电力市场需求侧价格响应的影响[D]. 戴文威.湖南大学 2013
[7]超导储能系统（SMES）建模及与电网相互作用机理研究[D]. 余志文.上海交通大学 2013
本文编号：3454917
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