本文關(guān)鍵詞：個(gè)體為本的綜合能源系統(tǒng)建模及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)今社會(huì)乃至未來(lái)幾十年,化石能源供應(yīng)趨勢(shì)日益加緊,能源安全問(wèn)題頻頻出現(xiàn),碳排放壓力不斷增加,迫切需要實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的多元化發(fā)展,提高能源綜合利用效率,減少能源浪費(fèi),確保人類(lèi)社會(huì)能源的可持續(xù)發(fā)展。考慮到石油、煤、天然氣、水務(wù)、氣象、交通、工業(yè)、建筑等行業(yè)與電力系統(tǒng)之間的耦合互動(dòng)關(guān)系,為了實(shí)現(xiàn)冷、熱、電、氣、太陽(yáng)能等多能源品種的協(xié)調(diào)互補(bǔ)和集成優(yōu)化,本文從全盤(pán)的整體觀點(diǎn)出發(fā)創(chuàng)建一個(gè)集成電力網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)、分布式能源站和熱水管網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng),并提出個(gè)體為本的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法對(duì)其進(jìn)行建模和仿真分析,在探討綜合能源系統(tǒng)內(nèi)部不同能源子網(wǎng)絡(luò)交互行為的同時(shí)驗(yàn)證了個(gè)體建模方法在綜合能源系統(tǒng)研究中的適用性。首先,借鑒生態(tài)領(lǐng)域中的“個(gè)體”思想和分布式人工智能領(lǐng)域中的多Agent系統(tǒng)技術(shù),提出個(gè)體為本的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法。在探討“個(gè)體”與“交互”等重要概念的基礎(chǔ)上定義了“個(gè)體模型”和“系統(tǒng)模型”并用形式化語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行描述。同時(shí),本文還介紹了個(gè)體的計(jì)算機(jī)模型,用Agent來(lái)模擬個(gè)體的特性和行為。其次,為了驗(yàn)證個(gè)體為本的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法的正確性及其在綜合能源系統(tǒng)研究中的適用性,我們先應(yīng)用這種方法對(duì)對(duì)某小型熱水系統(tǒng)進(jìn)行建模,將系統(tǒng)內(nèi)部的太陽(yáng)能加熱器、燃?xì)忮仩t、電熱水鍋爐、供水管道、回水管道以及用戶熱負(fù)荷分別用不同的個(gè)體來(lái)描述,并運(yùn)用Swarm for Java和Matlab軟件工具對(duì)個(gè)體之間的協(xié)商交互策略進(jìn)行仿真,實(shí)現(xiàn)了該熱水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。仿真結(jié)果和采用常規(guī)數(shù)學(xué)建模方法所得的結(jié)果幾乎一致,從而驗(yàn)證了個(gè)體建模方法的正確性和適用性。進(jìn)一步,本文構(gòu)建了一個(gè)涵蓋電力網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)、分布式能源站和熱水管網(wǎng)的的綜合能源系統(tǒng)。其中,分布式能源站由燃?xì)廨啓C(jī)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、地源熱泵、吸收式熱泵和電熱水鍋爐組成,在回收燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱的同時(shí)集合了太陽(yáng)能和地?zé)豳Y源,實(shí)現(xiàn)了多能源品種的有機(jī)互補(bǔ)和能量的梯級(jí)利用。在詳細(xì)介紹系統(tǒng)內(nèi)部不同能源子網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵設(shè)備的工作原理、物理模型和數(shù)學(xué)模型之后,本文采用所提的個(gè)體為本復(fù)雜系統(tǒng)建模方法對(duì)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行建模,將其劃分為電力系統(tǒng)個(gè)體ΣELE、天然氣系統(tǒng)個(gè)體ΣGAS、分布式能源站個(gè)體ΣDES和熱水管網(wǎng)個(gè)體ΣHNET等4個(gè)高級(jí)個(gè)體和若干低級(jí)個(gè)體,并詳細(xì)分析了它們的形式化表達(dá)和內(nèi)部具體模型。最后,根據(jù)用戶終端的電、熱、氣需求,在全面考慮熱水管網(wǎng)熱損、循環(huán)水泵電耗、電價(jià)和氣價(jià)的情況下,根據(jù)不同時(shí)段的不同情況對(duì)電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、分布式能源站、熱水管網(wǎng)進(jìn)行了自主計(jì)算、局部?jī)?yōu)化、綜合優(yōu)化和并列優(yōu)化。其中,以能耗費(fèi)用最小為目標(biāo)對(duì)分布式能源站和熱水管網(wǎng)進(jìn)行綜合優(yōu)化計(jì)算,從而確定分布式能源站的購(gòu)電量和購(gòu)氣量;天然氣系統(tǒng)則以管網(wǎng)運(yùn)行能耗最小為目標(biāo)優(yōu)化天然氣管網(wǎng)流量和壓力,電力系統(tǒng)以燃料費(fèi)用最小為目標(biāo)進(jìn)行最優(yōu)潮流計(jì)算。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果體現(xiàn)了“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”原則對(duì)提高能量利用效率的重要意義,反映了綜合能源系統(tǒng)內(nèi)部不同能源子網(wǎng)絡(luò)之間的相互影響和交互行為,為后續(xù)綜合能源系統(tǒng)的研究奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：綜合能源系統(tǒng) 個(gè)體建模 電力子網(wǎng)絡(luò) 天然氣子網(wǎng)絡(luò) 分布式能源站 熱水管網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK01
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)12-16
• 1.2.1 各國(guó)綜合能源系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略分析12-14
• 1.2.2 綜合能源系統(tǒng)建模仿真研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 現(xiàn)有研究總結(jié)16
• 1.3 研究方案16-19
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題17-18
• 1.3.3 研究技術(shù)路線18-19
• 第二章 個(gè)體為本的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法19-27
• 2.1 復(fù)雜系統(tǒng)建模技術(shù)19-20
• 2.2 個(gè)體為本的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法20-23
• 2.3 個(gè)體模型的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)23-24
• 2.4 個(gè)體為本的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法在綜合能源系統(tǒng)建模中的適用性24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 個(gè)體為本的小型熱水系統(tǒng)建模及仿真27-37
• 3.1 系統(tǒng)概況27
• 3.2 建模過(guò)程27-33
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析33-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 綜合能源系統(tǒng)物理模型的建立37-57
• 4.1 綜合能源系統(tǒng)37-38
• 4.2 用戶負(fù)荷38-39
• 4.3 電力網(wǎng)絡(luò)39-42
• 4.4 天然氣網(wǎng)絡(luò)42-44
• 4.5 分布式能源系統(tǒng)44-56
• 4.5.1 分布式能源站44-51
• 4.5.2 熱水管網(wǎng)51-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 個(gè)體為本的綜合能源系統(tǒng)建模及其仿真實(shí)驗(yàn)57-79
• 5.1 個(gè)體的劃分及其關(guān)系57-58
• 5.2 個(gè)體為本的綜合能源系統(tǒng)建模58-63
• 5.2.1 電力系統(tǒng)個(gè)體模型59
• 5.2.2 天然氣系統(tǒng)個(gè)體模型59-60
• 5.2.3 分布式能源站個(gè)體模型60-61
• 5.2.4 熱水管網(wǎng)個(gè)體模型61-62
• 5.2.5 用戶個(gè)體模型62-63
• 5.2.6 關(guān)系模型63
• 5.3 個(gè)體為本的綜合能源系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)63-77
• 5.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)63-65
• 5.3.2 ΣELE個(gè)體的優(yōu)化模型65-66
• 5.3.3 ΣGAS個(gè)體的優(yōu)化模型66-67
• 5.3.4 分布式能源站和熱水管網(wǎng)的綜合優(yōu)化模型67-69
• 5.3.5 算法選擇69-70
• 5.3.6 仿真參數(shù)設(shè)置70
• 5.3.7 仿真結(jié)果及分析70-77
• 5.4 本章小結(jié)77-79
• 第六章 結(jié)論與展望79-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：個(gè)體為本的綜合能源系統(tǒng)建模及仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：362647