【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境惡化問(wèn)題,促使人類(lèi)加快能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程,建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)是解決這兩大突出問(wèn)題的關(guān)鍵之一。微能源網(wǎng)是微電網(wǎng)概念的自然延伸,是能源互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢,被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高能源利用效率、促進(jìn)新能源就地消納的有效途徑。微能源網(wǎng)耦合了多種能源以及各類(lèi)能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)和替代用能,是實(shí)施綜合需求響應(yīng)(Comprehensive Demand Response,CDR)的重要方式。在此背景下,論文主要對(duì)多能互補(bǔ)的微能源網(wǎng)綜合需求響應(yīng)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:(1)研究了微能源網(wǎng)的矩陣建模問(wèn)題,首先建立了微能源網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的模型;然后采用能量母線(xiàn)結(jié)構(gòu),提出一種基于圖論的微能源網(wǎng)通用矩陣建模思路,包括提出建模所需的基本定義、能量流有向圖的構(gòu)建方法、能量流平衡方程矩陣建模的基本方法和流程;最后通過(guò)微能源網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行問(wèn)題驗(yàn)證了所提建模方法是一種較為實(shí)用和有效的通用矩陣建模方法。(2)建立了基于優(yōu)化運(yùn)行的微能源網(wǎng)綜合需求響應(yīng)模型,包括家庭和園區(qū)微能源網(wǎng)綜合需求響應(yīng)模型,求解并討論了這兩類(lèi)微能源網(wǎng)參與綜合需求響應(yīng)的策略。著重通過(guò)4個(gè)不同場(chǎng)景探究了園區(qū)微能源網(wǎng)的綜合需求響應(yīng)問(wèn)題,驗(yàn)證了微能源網(wǎng)在多能互補(bǔ)、替代用能、促進(jìn)可再生能源消納和節(jié)能減排等方面的優(yōu)勢(shì)。(3)從微能源網(wǎng)與電網(wǎng)和天然氣網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)、微能源網(wǎng)自身的優(yōu)化運(yùn)行、終端負(fù)荷靈活的能量需求,這三個(gè)層面構(gòu)建了綜合需求響應(yīng)模型。提出了一種電能自給率的定義,該定義可量化微能源網(wǎng)的電能自給水平。以此為基礎(chǔ),提出基于電能自給率調(diào)整策略的綜合需求響應(yīng)機(jī)制,并基于OpenDSS和MATLAB軟件構(gòu)建包含多個(gè)微能源網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng),對(duì)所提綜合需求響應(yīng)模型進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證。(4)在多能源市場(chǎng)背景下,提出一種基于動(dòng)態(tài)能源價(jià)格的綜合需求響應(yīng)和供需互動(dòng)機(jī)制。首先構(gòu)建了由多個(gè)綜合能源供應(yīng)商、多個(gè)微能源網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和一個(gè)獨(dú)立綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商構(gòu)成的綜合需求響應(yīng)能量管理框架。基于梯度投影法,建立了兼顧供需互動(dòng)的動(dòng)態(tài)電價(jià)和動(dòng)態(tài)天然氣價(jià)格模型;為保證隱私安全,提出一種分布式梯度投影迭代算法(Distributed Gradient Projection Iterative Algorithm,DGPIA),用于求解動(dòng)態(tài)能源價(jià)格及各互動(dòng)參與方的優(yōu)化運(yùn)行策略。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM73;TK01

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本文編號(hào)：2685405