基于Energy Hub的海上平台电力系统能量协调优化研究
本文选题:Energy + Hub ; 参考:《西南石油大学》2017年硕士论文
【摘要】:海洋资源丰富且开发率低,在未来的能源战略中有无限的可能,海洋工程已成为我国实现能源可持续发展的重要手段。海上平台作为海洋工程中的重要环节,保证它的电力系统在工作的每一个时刻都能高效,经济,环保运行,对于海洋能源的开发和研究具有重要意义。目前,关于海上平台的能量协调研究还比较匮乏,还有很多问题亟待解决。本文首先介绍了海上平台电力系统的研究现状及各阶段关注的重点,提出控制CO,的排放和增大能源的利用效率是当前的两个研究热点。然后对目前流行的综合能源系统的概念以及国内外的研究现状进行了简单介绍。考虑采用综合能源系统中的Energy Hub模型对海上平台电力系统进行建模。充分考虑海上平台电力系统的实际模型后,建立了海上平台电力系统在两种不同运行方式下的Energy Hub模型。随后根据某海域某平台的实际案例,对两种模型分别进行了能量协调分析,结果证明采用优化运行方式能比传统的运行方式更加经济环保。为了减少海上平台电力系统的CO2排放,实现电网的清洁运行,在充分考虑价钱,适用范围等问题后,在平台上引入C02预燃处理单元和C02燃后处理单元。预燃处理用来控制能源的输入形式,预防CO2的产生;燃后处理主要是搜集燃料燃烧后产生的CO2,抑制CO2的排放。通过对算例结果分析证明,该方法对海上平台抑制CO2的排放具有明显效果。为了增大海上平台电力系统的能源利用率,增大电源的可靠性,添加氢气作为海上平台电力系统的另一能源形式。氢气作为一种具有零排放高热值特性的清洁能源,近年来受到广泛关注。CO2预燃处理环节产生的氢气将作为燃料同外界购入的氢气一起使用,数据表明多种能源形式输入不光能够增加电源的可靠性,还能降低低热值的天然气的使用,达到总体节能的效果。随着海上平台电力系统研究的不断加深以及对Energy Hub模型的不断扩充,关于海.上平台电力系统能量协调优化研究将更加深入。在面对更加丰富的清洁能源,更加复杂的能源网络时,如何更加合理,有效,经济的解决电力系统的能量协调问题还需要进一步的完善和研究。
[Abstract]:The marine resources are rich and the rate of exploitation is low. There are infinite possibilities in the future energy strategy. Ocean engineering has become an important means to realize the sustainable development of energy in China. As an important link in offshore engineering, offshore platform ensures that its power system can operate efficiently, economically and environmentally at every moment of operation, which is of great significance for the development and research of marine energy. At present, the research on energy coordination of offshore platforms is still relatively scarce, there are still many problems to be solved. In this paper, the current research situation of offshore platform power system and the focus of attention in each stage are introduced. It is proposed that the control of CO-emission and the increase of energy efficiency are two hot research topics at present. Then the concept of the current popular integrated energy system and the research status at home and abroad are briefly introduced. Energy Hub model in integrated energy system is used to model offshore platform power system. Considering the actual model of offshore platform power system, the energy Hub model of offshore platform power system under two different operation modes is established. Then, according to the actual case of a certain platform in a certain sea area, the energy coordination analysis of the two models is carried out respectively. The results show that the optimized operation mode can be more economical and environmental friendly than the traditional operation mode. In order to reduce CO2 emission from offshore platform power system and realize clean operation of power grid, CO2 preignition unit and C02 post-combustion processing unit are introduced into the platform after fully considering the price and applicable range. Pre-combustion treatment is used to control the input form of energy and prevent the production of CO _ 2, while the post-combustion treatment mainly collects the CO _ 2 produced by fuel combustion and inhibits the emission of CO _ 2. The results of numerical examples show that the proposed method is effective in suppressing CO _ 2 emission from offshore platforms. In order to increase the energy efficiency of offshore platform power system and increase the reliability of power supply, hydrogen is added as another energy form of offshore platform power system. Hydrogen, as a clean energy with zero emission and high calorific value, has attracted extensive attention in recent years. Hydrogen produced by pre-combustion of .CO2 will be used as fuel together with hydrogen purchased by the outside world. The data show that multi-energy input can not only increase the reliability of power supply, but also reduce the use of low-calorific natural gas, and achieve the overall energy-saving effect. With the deepening of the research on the power system of offshore platform and the expansion of the Energy Hub model, the sea is concerned. The research on energy coordination and optimization of power system on the platform will be more in-depth. In the face of more abundant clean energy and more complex energy network, how to solve the energy coordination problem of power system more reasonably, effectively and economically still needs further improvement and research.
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE54
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,本文编号:2004746
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