综合能源系统经济运行和优化配置研究

发布时间：2020-04-19 01:38

【摘要】：以热电联供(Combined Heating and Power,CHP)为核心单元的综合能源系统(Integrated Energy System,IES)打破各能源系统分开规划、独立运行的既有模式,提高了系统整体的经济、社会、环境效益,是能源供应系统未来主要的发展方向。本文以包含电/气/热等多种能源的IES系统为研究对象,围绕系统优化调度和优化配置的方法展开研究,主要工作如下:1)针对电力-天然气(Integrated Electricity and Natural Gas,IENG)系统的运行特点,建立了配电网、稳态天然气网络模型,并提出了一种基于改进快速交替方向乘子法(fast Alternating Direction Method of Multipliers,fast-ADMM)的日前调度框架;进一步考虑了可再生能源不确定性和包括冰蓄冷空调负荷、分散空调负荷的需求侧响应,提出了两阶段的鲁棒优化模型并采用列与约束生成(Column and Constraints Generation,CCG)算法求解以获得最劣场景;最后,通过本文所建立的的模型及优化方法求得系统最优调度方案,并分析了电力、天然气两个能源子系统互相之间的影响。2)针对电力-天然气-热力(Integrated Electricity,Natural Gas and Heat,IEGH)系统的运行特点,建立了以系统经济成本为目标函数的日前调度模型,其中,建立了热网模型,以及考虑了动态特性的天然气网络模型;另外,考虑到IEGH各个子系统之间信息不透明特性,提出了基于带高斯回代的交替方向乘子法(ADMM with Gaussian Back Substitution,ADMM-GBS)的分布式优化调度方法;最后,基于算例分析验证了本文所建立的IEGH系统模型和优化框架的有效性。3)针对IEGH系统的优化配置问题,提出了考虑投资成本和不同场景运行成本的IEGH系统优化配置方法,同时建立了基于ADMM算法的分布式优化框架;其中,优化配置问题被分解为以投资成本为目标函数的配置子问题和不同场景下的以运行成本为目标函数的配置子问题;最后,基于算例分析验证了所提出IEGH系统模型和优化框架的有效性。
【图文】：

ｉ）分散空调负荷逡逑对于分散式空调，根据房间的热滞后效应，控制空调开关状态可以保证室内逡逑温度保持在一定范围内。如图２－２所示，一个控制周期为，开通时间ｒｉ和闭合逡逑时间ｔｏ可以通过线性热参数模型得到。因此，空调被分为为组，且每组空调均逡逑有Ｔ。个状态，在进入下一个时间间隔时，，总有一组空调要关闭，另一组空调要打逡逑开，以保证每个时间间隔中只有组空调处于开启状态。逡逑＾ｅ（０邋＝邋／，ｄｅ0（0＾Ｌ－＝＾ｄｅ0（0？，逦（２－２４）逡逑１５逡逑

ｉ９邋ｉ0邋ｎｏ逦ｊ0逡逑＊■图２－３周期轮停策略逦ｋ逡逑其中，尸ｄｅＯ为未削减前的分散空调负荷；Ｐｄｅ为调控之后的分散空调负荷；逡逑为削减系数。逡逑２）集中冰蓄冷空调负荷逡逑冷kr塔逡逑ｒ逦＾逦］逡逑「Ｃ魏－「－１逡逑１——逡逑ｒ逦Ｈ邋１１逦—＂ｉ逡逑＞逦逦？＜逡逑蓄冰槽逡逑＂ｖＺｖ１逡逑＾逦ｇｆ＾ｐ——ＣＤ逦逡逑ｆ逦＾？——－逡逑Ｌ逦热交换器邋逦逦逡逑图２－４冰蓄冷空调结构逡逑如图２－４所示，冰蓄冷空调一般包括制冷机组、冷却塔、蓄冰槽、水泵等辅逡逑１６逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK01;TM73

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本文编号：2632781