基于物联网的能源与环境耦合特性分析及集成模型设计
发布时间：2021-07-18 15:06
针对分布式能源综合利用问题,结合当前的物联网技术和智能算法,构建分布式能源与环境耦合集成模型。借助物联网实现电力设备数据参数特性的采集,同时在构建分布式能源架构的基础上,对分布式能源设备进行数学建模,并提出年度总费用、总维修费用和CO2、NO2排放最低作为目标函数,通过NSGA-Ⅱ算法和路径规划算法进行求解。最后以北京某小区作为实际案例,对该区域的分布式能源架构进行优化,得到不同的优化方案。
【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(08)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
能源与环境耦合模型
分布式能源是一个综合能源系统,是实现不同能源的合理分配和综合利用,以满足不同负荷需求。目前从常规分布式能源系统来讲,通常是以燃气轮机+内燃机+其他设备为主。同时研究认为分布式能源系统在设备层方面主要包括燃气发电装置、余热利用装置、蓄能装置、制热设备等。要实现对整个设备层的优化,就需要建立设备典型单元数学模型。以北京地区为例,建立包括燃气轮机等在内的基础设备单元数学模型。北京地区的用电负荷主要由汽轮机、光伏和燃气轮机共同供电,同时由于北京地区平均日光照5.3 h,所以这种共同供电往往满负荷运转。另外在冷暖季采用抽凝式汽轮机抽汽用来驱动吸收式热泵,且采用自然分层水蓄热(冷)箱兼有蓄热、蓄冷功能提高系统灵活性。同时加入电压缩机组在高峰期供热(冷)不足时以保障用户正常热负荷。由此,参考以往的分布式能源部署方案,采用燃气—蒸汽联合循环模式,并加入储能装置,以此促进冷热能的搬迁。具体架构方案如图2所示。2.2 主要设备数学建模
NSGA-Ⅱ算法作为遗传算法的一种改进,其最大的特点在于通过隐式基因保留策略将良好的基因保存,同时通过拥挤度对全局最优进行评价。与传统的单目标优化来讲,NSGA-Ⅱ算法的解为Pareto解集。在上述的问题求解中,是以各个设备容量为决策变量,通过用户负荷尖峰值与低谷值作为容量上下限制边界,以年总费用与年排放量为双目标。由此,求解流程如图3所示。3.2.2 AOMC求解
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NSGA-Ⅱ的应急生产任务多目标优化模型及算法研究[J]. 巩玲君,张纪海. 运筹与管理. 2019(12)
[2]Multi-objective test case prioritization based on multi-population cooperative particle swarm optimization[J]. Wang Hongman,Li Jinzhong,Xing Ying,Zhou Xiaoguang. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2020(01)
[3]基于改进NSGA-II算法的班轮船期恢复双目标优化[J]. 林进,吕靖,王瑞. 大连海事大学学报. 2020(02)
[4]一种基于DCD和a-tDX改进的NSGA-II算法[J]. 时思思,张新燕,王志浩. 计算机仿真. 2019(12)
[5]集中供热系统多热源调度优化模型[J]. 时国华,杨林棣,张浩,杨先亮. 热力发电. 2020(03)
[6]考虑电压权重的配电网分布式电源优化配置[J]. 王韶,邓先芳,谢青洋,张成瑜,苏适. 电测与仪表. 2020(08)
[7]微类桁架点阵结构填充内冷通道的多目标优化设计[J]. 徐亮,谌清云,席雷,高建民,李云龙. 西安交通大学学报. 2020(03)
[8]基于能耗的冷轧连退机组能效建模与工艺参数优化及排序建模优化[J]. 杨杰,胡琦,肖亭,张文颖,张超勇. 中国机械工程. 2020(14)
[9]含储能装置的分布式能源系统经济调度研究[J]. 贾洋洋,撖奥洋,于立涛,张智晟. 青岛大学学报(工程技术版). 2019(01)
[10]多能互补分布式能源系统优化设计研究进展[J]. 卢胤龙,韩明新,任洪波,吴琼. 上海电力学院学报. 2018(03)
本文编号：3289817
【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(08)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
能源与环境耦合模型
分布式能源是一个综合能源系统,是实现不同能源的合理分配和综合利用,以满足不同负荷需求。目前从常规分布式能源系统来讲,通常是以燃气轮机+内燃机+其他设备为主。同时研究认为分布式能源系统在设备层方面主要包括燃气发电装置、余热利用装置、蓄能装置、制热设备等。要实现对整个设备层的优化,就需要建立设备典型单元数学模型。以北京地区为例,建立包括燃气轮机等在内的基础设备单元数学模型。北京地区的用电负荷主要由汽轮机、光伏和燃气轮机共同供电,同时由于北京地区平均日光照5.3 h,所以这种共同供电往往满负荷运转。另外在冷暖季采用抽凝式汽轮机抽汽用来驱动吸收式热泵,且采用自然分层水蓄热(冷)箱兼有蓄热、蓄冷功能提高系统灵活性。同时加入电压缩机组在高峰期供热(冷)不足时以保障用户正常热负荷。由此,参考以往的分布式能源部署方案,采用燃气—蒸汽联合循环模式,并加入储能装置,以此促进冷热能的搬迁。具体架构方案如图2所示。2.2 主要设备数学建模
NSGA-Ⅱ算法作为遗传算法的一种改进,其最大的特点在于通过隐式基因保留策略将良好的基因保存,同时通过拥挤度对全局最优进行评价。与传统的单目标优化来讲,NSGA-Ⅱ算法的解为Pareto解集。在上述的问题求解中,是以各个设备容量为决策变量,通过用户负荷尖峰值与低谷值作为容量上下限制边界,以年总费用与年排放量为双目标。由此,求解流程如图3所示。3.2.2 AOMC求解
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NSGA-Ⅱ的应急生产任务多目标优化模型及算法研究[J]. 巩玲君,张纪海. 运筹与管理. 2019(12)
[2]Multi-objective test case prioritization based on multi-population cooperative particle swarm optimization[J]. Wang Hongman,Li Jinzhong,Xing Ying,Zhou Xiaoguang. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2020(01)
[3]基于改进NSGA-II算法的班轮船期恢复双目标优化[J]. 林进,吕靖,王瑞. 大连海事大学学报. 2020(02)
[4]一种基于DCD和a-tDX改进的NSGA-II算法[J]. 时思思,张新燕,王志浩. 计算机仿真. 2019(12)
[5]集中供热系统多热源调度优化模型[J]. 时国华,杨林棣,张浩,杨先亮. 热力发电. 2020(03)
[6]考虑电压权重的配电网分布式电源优化配置[J]. 王韶,邓先芳,谢青洋,张成瑜,苏适. 电测与仪表. 2020(08)
[7]微类桁架点阵结构填充内冷通道的多目标优化设计[J]. 徐亮,谌清云,席雷,高建民,李云龙. 西安交通大学学报. 2020(03)
[8]基于能耗的冷轧连退机组能效建模与工艺参数优化及排序建模优化[J]. 杨杰,胡琦,肖亭,张文颖,张超勇. 中国机械工程. 2020(14)
[9]含储能装置的分布式能源系统经济调度研究[J]. 贾洋洋,撖奥洋,于立涛,张智晟. 青岛大学学报(工程技术版). 2019(01)
[10]多能互补分布式能源系统优化设计研究进展[J]. 卢胤龙,韩明新,任洪波,吴琼. 上海电力学院学报. 2018(03)
本文编号：3289817
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