综合能源系统能流潮流计算模型与方法研究

发布时间：2024-01-21 14:39

　　综合能源系统涉及到电、热/冷、气多种能流的协调利用,是提高能源利用效率的有效方式之一。开展多能流潮流计算是综合能源系统规划、运行和控制的重要基础性工作。本文主要针对综合能源系统中多能流潮流计算模型和方法展开研究。在模型方面,在传统的电力网络、热力网络、天然气网络和耦合元件模型基础上,建立了可以考虑压缩机多种工作模式的综合能源系统能流潮流统一模型。该模型可以同时考虑压缩机的恒定压缩比、恒定出口压力和恒定天然气流量三种工作模式,解决了压缩机在不同工作模式下多能流潮流计算结果不准确的问题,提高了计算的准确性。在求解方法方面,采用了统一求解方法和分解求解方法进行了解算和对比分析。为提升统一求解的计算效率,基于模型中所有状态变量的导数,推导了模型的雅克比矩阵,提出了一种改进的梯度下降迭代计算方法;为提升分解算法的计算适用性,提出了一种求解多能流潮流模型的分解迭代方法。最后,对比分析了两种计算方法的结果,为系统运行人员选择解算方法提供参考。课题采用14节点电-14节点热-10节点气算例以及1047节点电-32节点热-48节点气算例共2个综合能源系统,对所提的模型和方法进行仿真验证。结果表明:(1)...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 综合能源系统国内外发展现状
        1.2.2 综合能源系统多能流潮流计算模型研究现状
        1.2.3 综合能源系统多能流潮流计算方法研究现状
    1.3 现有工作存在的不足
    1.4 课题主要工作
        1.4.1 课题主要研究内容
        1.4.2 本文结构安排
第二章 综合能源系统组成元件数学模型
    2.1 电-热-气综合能源系统
    2.2 各组成元件数学模型
        2.2.1 电力网络模型
        2.2.2 热力网络模型
        2.2.3 天然气网络模型
        2.2.4 耦合元件模型
    2.3 本章小结
第三章 考虑多种压缩机工作模式的电-热-气综合能源系统多能流潮流计算模型
    3.1 多能流潮流计算的一般方程
    3.2 多能流潮流模型的分析
    3.3 考虑多种压缩机工作模式的多能流潮流模型
    3.4 本章小结
第四章 电-热-气综合能源系统多能流潮流计算方法
    4.1 统一求解方法
        4.1.1 统一求解方法的基本框架
        4.1.2 基于梯度下降迭代的多能流潮流计算
        4.1.3 统一求解方法的求解步骤
    4.2 分解求解方法
        4.2.1 分解求解方法的基本框架
        4.2.2 基于分解求解方法的多能流潮流计算
        4.2.3 分解求解方法的求解步骤
    4.3 本章小结
第五章 算例分析
    5.1 算例1:14节点电-14节点热-10节点气综合能源系统
        5.1.1 算例与仿真方案说明
        5.1.2 能流分布结果分析
        5.1.3 不同压缩机工作模式对能流分布影响分析
        5.1.4 统一求解方法与分解求解方法的对比分析
    5.2 算例2:1047节点电-32节点热-48节点气综合能源系统
        5.2.1 算例与仿真方案说明
        5.2.2 能流分布结果分析
        5.2.3 不同压缩机工作模式对能流分布影响分析
        5.2.4 统一求解方法与分解求解方法的对比分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间取得的学术成果及参加的科研项目



本文编号：3882177