考慮電-氣-熱的能源樞紐運(yùn)行優(yōu)化問題研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-24 08:10
能源是推動(dòng)工業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的動(dòng)力,隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的興起,人們對(duì)于能源的高效綜合利用有了越來越多的關(guān)注。電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代能源體系中最重要的兩個(gè)能源網(wǎng)絡(luò),燃?xì)廨啓C(jī)、電轉(zhuǎn)氣(power-to-gas,P2G)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能量在電網(wǎng)和氣網(wǎng)間的雙向流動(dòng)。能源樞紐作為多能源綜合利用的主體單元,實(shí)現(xiàn)了不同能源網(wǎng)絡(luò)之間的耦合,具有多能互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì),多種類型的柔性負(fù)荷也可以共同參與能源樞紐的需求響應(yīng)。因此對(duì)能源樞紐以及多能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模分析,并考慮柔性負(fù)荷參與調(diào)度,對(duì)于促進(jìn)電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)等多能源網(wǎng)絡(luò)的深度融合,推動(dòng)建立安全經(jīng)濟(jì)、清潔高效的未來能源體系具有重要意義。本文對(duì)能源樞紐的概況進(jìn)行了介紹,建立了包含熱電聯(lián)供(Combined Heat and Power,CHP)、P2G、電鍋爐、燃?xì)忮仩t、風(fēng)電和多種儲(chǔ)能的能源樞紐模型。并將電、氣、熱等多種柔性負(fù)荷納入需求側(cè)響應(yīng)資源。再基于分時(shí)電價(jià)與分時(shí)氣價(jià),考慮經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性兩個(gè)目標(biāo),構(gòu)建能源樞紐的多目標(biāo)日前綜合優(yōu)化調(diào)度模型,采用法線邊界交叉(Normal Boundary Intersection,NBI)法進(jìn)行求解,并利用TOPSIS法選出折中...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 柔性負(fù)荷與需求響應(yīng)
1.2.2 能源樞紐
1.2.3 多能源樞紐與多能源網(wǎng)絡(luò)
1.3 本文主要的研究內(nèi)容
第二章 能源樞紐與柔性負(fù)荷
2.1 能源樞紐概況
2.2 能源樞紐建模
2.2.1 熱電聯(lián)供
2.2.2 電鍋爐與燃?xì)忮仩t
2.2.3 風(fēng)力發(fā)電
2.2.4 電轉(zhuǎn)氣
2.2.5 儲(chǔ)能
2.3 柔性負(fù)荷
2.4 本章小結(jié)
第三章 能源樞紐多目標(biāo)綜合優(yōu)化調(diào)度策略
3.1 目標(biāo)函數(shù)
3.1.1 經(jīng)濟(jì)成本
3.1.2 環(huán)保成本
3.2 約束條件
3.3 多目標(biāo)優(yōu)化模型求解
3.3.1 法線邊界交叉法
3.3.2 TOPSIS法
3.4 算例分析
3.4.1 算例概況
3.4.2 算例結(jié)果與分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多能源樞紐雙層優(yōu)化調(diào)度策略
4.1 電力網(wǎng)絡(luò)模型
4.1.1 直流潮流模型
4.1.2 節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)
4.2 天然氣網(wǎng)絡(luò)模型
4.2.1 管道天然氣流穩(wěn)態(tài)方程
4.2.2 壓縮機(jī)
4.2.3 天然氣流量平衡
4.3 雙層優(yōu)化理論
4.4 多能源樞紐雙層優(yōu)化調(diào)度模型
4.4.1 上層優(yōu)化模型
4.4.2 下層優(yōu)化模型
4.4.3 優(yōu)化模型求解流程
4.5 算例分析
4.5.1 算例概況
4.5.2 算例結(jié)果與分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國的能源革命——供給側(cè)改革與結(jié)構(gòu)優(yōu)化(2017-2050)[J]. 劉強(qiáng),王恰. 國際石油經(jīng)濟(jì). 2017(08)
[2]考慮備用動(dòng)作約束的含風(fēng)電場電力系統(tǒng)多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度[J]. 顏遠(yuǎn),林舜江,劉明波. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(02)
[3]考慮需求響應(yīng)虛擬機(jī)組和碳交易的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[J]. 盧志剛,郭凱,閆桂紅,何良策. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(15)
[4]高強(qiáng)度能源開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染、資源消耗的耦合關(guān)系研究[J]. 陳秀端. 生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2017(07)
[5]考慮多能協(xié)同的工廠綜合需求側(cè)響應(yīng)模型[J]. 何仲瀟,徐成司,劉育權(quán),華煌圣,董樹鋒. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(06)
[6]基于冷熱電多能互補(bǔ)的工業(yè)園區(qū)互動(dòng)機(jī)制研究[J]. 姜子卿,郝然,艾芊. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(06)
[7]應(yīng)對(duì)風(fēng)電間歇性的火電機(jī)組組合模型與分析[J]. 李本新,韓學(xué)山,蔣哲,李文博. 電網(wǎng)技術(shù). 2017(05)
[8]考慮柔性負(fù)荷的多目標(biāo)安全約束機(jī)組組合優(yōu)化模型及求解[J]. 王晗,徐瀟源,嚴(yán)正. 電網(wǎng)技術(shù). 2017(06)
[9]計(jì)及電轉(zhuǎn)氣的電–氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷研究[J]. 衛(wèi)志農(nóng),張思德,孫國強(qiáng),臧海祥,陳勝,陳霜. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[10]含電轉(zhuǎn)氣的電-氣-熱系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度與消納風(fēng)電效益分析[J]. 李楊,劉偉佳,趙俊華,文福拴,董朝陽,鄭宇,張睿. 電網(wǎng)技術(shù). 2016(12)
博士論文
[1]電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及其在風(fēng)—儲(chǔ)孤網(wǎng)中的運(yùn)行與控制[D]. 彭思敏.上海交通大學(xué) 2013
[2]電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的相關(guān)問題研究[D]. 章美丹.浙江大學(xué) 2013
[3]城市天然氣輸配管網(wǎng)水力模擬研究與實(shí)踐[D]. 王興畏.重慶大學(xué) 2013
[4]天然氣管道運(yùn)行優(yōu)化模型及其尋優(yōu)方法研究[D]. 楊毅.西南石油大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于需求響應(yīng)的風(fēng)電消納源荷協(xié)調(diào)調(diào)度策略研究[D]. 張亞楠.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]社區(qū)和家庭能源中心運(yùn)行優(yōu)化策略[D]. 張華一.浙江大學(xué) 2017
[3]電力系統(tǒng)柔性負(fù)荷的建模與控制策略研究[D]. 張良杰.東南大學(xué) 2016
[4]基于雙層規(guī)劃的微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度[D]. 尹昆.長沙理工大學(xué) 2015
[5]基于峰谷電價(jià)的需求響應(yīng)效果評(píng)價(jià)[D]. 董萌萌.華北電力大學(xué) 2014
[6]風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力市場需求側(cè)價(jià)格響應(yīng)的影響[D]. 戴文威.湖南大學(xué) 2013
[7]超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(SMES)建模及與電網(wǎng)相互作用機(jī)理研究[D]. 余志文.上海交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):3454917
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 柔性負(fù)荷與需求響應(yīng)
1.2.2 能源樞紐
1.2.3 多能源樞紐與多能源網(wǎng)絡(luò)
1.3 本文主要的研究內(nèi)容
第二章 能源樞紐與柔性負(fù)荷
2.1 能源樞紐概況
2.2 能源樞紐建模
2.2.1 熱電聯(lián)供
2.2.2 電鍋爐與燃?xì)忮仩t
2.2.3 風(fēng)力發(fā)電
2.2.4 電轉(zhuǎn)氣
2.2.5 儲(chǔ)能
2.3 柔性負(fù)荷
2.4 本章小結(jié)
第三章 能源樞紐多目標(biāo)綜合優(yōu)化調(diào)度策略
3.1 目標(biāo)函數(shù)
3.1.1 經(jīng)濟(jì)成本
3.1.2 環(huán)保成本
3.2 約束條件
3.3 多目標(biāo)優(yōu)化模型求解
3.3.1 法線邊界交叉法
3.3.2 TOPSIS法
3.4 算例分析
3.4.1 算例概況
3.4.2 算例結(jié)果與分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多能源樞紐雙層優(yōu)化調(diào)度策略
4.1 電力網(wǎng)絡(luò)模型
4.1.1 直流潮流模型
4.1.2 節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)
4.2 天然氣網(wǎng)絡(luò)模型
4.2.1 管道天然氣流穩(wěn)態(tài)方程
4.2.2 壓縮機(jī)
4.2.3 天然氣流量平衡
4.3 雙層優(yōu)化理論
4.4 多能源樞紐雙層優(yōu)化調(diào)度模型
4.4.1 上層優(yōu)化模型
4.4.2 下層優(yōu)化模型
4.4.3 優(yōu)化模型求解流程
4.5 算例分析
4.5.1 算例概況
4.5.2 算例結(jié)果與分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國的能源革命——供給側(cè)改革與結(jié)構(gòu)優(yōu)化(2017-2050)[J]. 劉強(qiáng),王恰. 國際石油經(jīng)濟(jì). 2017(08)
[2]考慮備用動(dòng)作約束的含風(fēng)電場電力系統(tǒng)多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度[J]. 顏遠(yuǎn),林舜江,劉明波. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(02)
[3]考慮需求響應(yīng)虛擬機(jī)組和碳交易的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[J]. 盧志剛,郭凱,閆桂紅,何良策. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(15)
[4]高強(qiáng)度能源開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染、資源消耗的耦合關(guān)系研究[J]. 陳秀端. 生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2017(07)
[5]考慮多能協(xié)同的工廠綜合需求側(cè)響應(yīng)模型[J]. 何仲瀟,徐成司,劉育權(quán),華煌圣,董樹鋒. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(06)
[6]基于冷熱電多能互補(bǔ)的工業(yè)園區(qū)互動(dòng)機(jī)制研究[J]. 姜子卿,郝然,艾芊. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(06)
[7]應(yīng)對(duì)風(fēng)電間歇性的火電機(jī)組組合模型與分析[J]. 李本新,韓學(xué)山,蔣哲,李文博. 電網(wǎng)技術(shù). 2017(05)
[8]考慮柔性負(fù)荷的多目標(biāo)安全約束機(jī)組組合優(yōu)化模型及求解[J]. 王晗,徐瀟源,嚴(yán)正. 電網(wǎng)技術(shù). 2017(06)
[9]計(jì)及電轉(zhuǎn)氣的電–氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷研究[J]. 衛(wèi)志農(nóng),張思德,孫國強(qiáng),臧海祥,陳勝,陳霜. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[10]含電轉(zhuǎn)氣的電-氣-熱系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度與消納風(fēng)電效益分析[J]. 李楊,劉偉佳,趙俊華,文福拴,董朝陽,鄭宇,張睿. 電網(wǎng)技術(shù). 2016(12)
博士論文
[1]電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及其在風(fēng)—儲(chǔ)孤網(wǎng)中的運(yùn)行與控制[D]. 彭思敏.上海交通大學(xué) 2013
[2]電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的相關(guān)問題研究[D]. 章美丹.浙江大學(xué) 2013
[3]城市天然氣輸配管網(wǎng)水力模擬研究與實(shí)踐[D]. 王興畏.重慶大學(xué) 2013
[4]天然氣管道運(yùn)行優(yōu)化模型及其尋優(yōu)方法研究[D]. 楊毅.西南石油大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于需求響應(yīng)的風(fēng)電消納源荷協(xié)調(diào)調(diào)度策略研究[D]. 張亞楠.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]社區(qū)和家庭能源中心運(yùn)行優(yōu)化策略[D]. 張華一.浙江大學(xué) 2017
[3]電力系統(tǒng)柔性負(fù)荷的建模與控制策略研究[D]. 張良杰.東南大學(xué) 2016
[4]基于雙層規(guī)劃的微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度[D]. 尹昆.長沙理工大學(xué) 2015
[5]基于峰谷電價(jià)的需求響應(yīng)效果評(píng)價(jià)[D]. 董萌萌.華北電力大學(xué) 2014
[6]風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力市場需求側(cè)價(jià)格響應(yīng)的影響[D]. 戴文威.湖南大學(xué) 2013
[7]超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(SMES)建模及與電網(wǎng)相互作用機(jī)理研究[D]. 余志文.上海交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):3454917
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