基于个体为本建模的综合能源系统运行优化与动态分析

发布时间：2021-02-19 10:53

　　随着分布式能源发电和混合能源家电的普及,耦合各类能源的综合能源系统越来越受到人们的关注。综合能源系统主要有三个特点,首先是更加复杂并且大型化,系统中不同组成部分具有异质性,其复杂的网络拓扑决定了系统具有层次性结构。其次,综合能源系统不再是一个简单的个体,系统中不同组成部分通常由不同市场主体运营,各主体在市场中竞争协作。最后,其复杂的结构导致了复杂的动态特征,系统中的电能过程、水力过程、热力过程多模态导致其动态分析的复杂性。针对以上问题,建立一个同时考虑到不同能源子系统、不同市场主体、不同时间尺度的各种决策问题要求的综合能源系统模型显得尤为重要。本文针对这一课题进行深入研究,主要包括以下四个方面:（1）本文提出一种以个体为本的复杂系统建模方法（individual-based model,IBM）。以个体为本的建模方法是根据系统异质的物理特性将复杂系统解耦为独立的个体,该建模方法分为个体模型与系统模型,其中个体模型由输入集、知识集、状态集、行为集和输出集的五元体组成,而系统模型则由个体的子集与子个体间的关系表示。个体的行为集用于描述个体特定的物理特性以及个体内部演化机制,即个体具有独立决... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
英文缩略词
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 综合能源系统建模与分析现状
        1.2.1 综合能源系统建模现状
        1.2.2 综合能源系统优化算法现状
        1.2.3 综合能源系统动态分析现状
    1.3 本文研究工作与章节安排
第二章 基于个体为本的建模方法（IBM）
    2.1 引言
    2.2 基于个体为本建模方法概念
        2.2.1 基于个体为本模型的定义
        2.2.2 以个体为本建模方法应用于复杂系统的动态分析
    2.3 基于个体为本建模方法建立电网模型
    2.4 基于个体为本建模方法用于典型刚性方程组分析
        2.4.1 算例1
        2.4.2 算例2与算例3
        2.4.3 仿真结果分析
    2.5 本章小结
第三章 基于个体为本建模方法的电冷综合能源系统分布式并行优化（IBDP）
    3.1 引言
    3.2 综合能源系统个体为本模型
        3.2.1 系统描述
        3.2.2 基础建模单元模型
        3.2.3 设备层个体模型
        3.2.4 低层及高层系统个体模型
    3.3 基于个体为本的分布式并行优化
        3.3.1 基于个体为本的分布式并行优化框架
        3.3.2 基于个体为本的分布式并行算法
    3.4 分布式并行优化仿真
        3.4.1 高层系统个体集中优化
        3.4.2 低层系统个体分布式并行优化
        3.4.3 设备层个体分布式并行优化
    3.5 仿真结果与分析
        3.5.1 参数设置
        3.5.2 仿真结果分析
    3.6 算法耗时与鲁棒性分析
    3.7 本章小结
第四章 基于个体为本建模的综合能源系统多主体交互迭代方法（MIIM）
    4.1 引言
    4.2 综合能源系统多主体交互迭代模型
        4.2.1 电网公司模型
        4.2.2 能源供应公司模型
        4.2.3 社会福利模型
    4.3 单主体集中优化与多主体交互迭代方法
        4.3.1 集中优化算法
        4.3.2 多主体交互迭代算法
    4.4 仿真结果与分析
        4.4.1 参数设置
        4.4.2 仿真结果
        4.4.3 参数不确定性对仿真结果影响
        4.4.4 不同系统结构对仿真结果影响
        4.4.5 集中优化与多主体交互迭代方法对比
    4.5 多主体交互迭代方法在广州大学城实例应用
        4.5.1 系统建模与参数设置
        4.5.2 仿真结果与分析
    4.6 本章小结
第五章 基于个体为本的综合能源系统多时间尺度动态仿真分析（MTSDA）
    5.1 引言
    5.2 基于个体为本的综合能源系统动态模型
        5.2.1 系统动态过程描述
        5.2.2 电力系统个体（EPS）的动态模型
        5.2.3 热网系统个体（HS）的动态模型
        5.2.4 综合能源系统个体（IES）的动态模型
    5.3 多时间尺度综合能源系统动态仿真
        5.3.1 参数设置
        5.3.2 算例1:电力系统个体负荷暂降
        5.3.3 算例2:热网系统个体负荷暂降
        5.3.4 算例3:电力系统三相短路故障
        5.3.5 算例4:热网系统个体管网退出运行故障
    5.4 广州大学城综合能源系统动态仿真
        5.4.1 广州大学城模型
        5.4.2 动态仿真分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]A Robust Reserve Scheduling Method Considering Asymmetrical Wind Power Distribution[J]. Guanzhong Wang,Qiaoyan Bian,Huanhai Xin,Zhen Wang.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(05)
[2]七种最优潮流分解协调算法的性能比较[J]. 汪超群,韦化,吴思缘,杨健.  电力系统自动化. 2016(06)
[3]Dynamic modeling of thermal conditions for hot-water district-heating networks[J]. 周守军,田茂诚,赵有恩,郭敏.  Journal of Hydrodynamics. 2014(04)
[4]基于Matlab/Simulink的电力系统仿真工具箱的开发[J]. 姚伟,文劲宇,程时杰,蒋林.  电网技术. 2012(06)
[5]广州大学城区域供冷系统[J]. 邱东.  制冷空调与电力机械. 2007(04)
[6]电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策[J]. 陈志姚,刘有飞,倪以信,文福拴.  电力系统自动化. 2004(22)
[7]运用保险理论的备用容量辅助服务分散决策机理初探[J]. 陈志姚,毕天姝,文福拴,倪以信,吴复立.  电力系统自动化. 2002(20)

博士论文
[1]综合能源系统优化运行及其决策算法研究[D]. 郑杰辉.华南理工大学 2017



本文编号：3041015