检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李垚东北大学

学位级别：硕士

随着能源和环境问题的日益严峻，为了提高能源的总体效率和可再生能源的消纳能力，对多类能源互联集成和互补融合的需求日益迫切。综合能源系统(integrated energy system,IES)是当前能源改革的重要方向，电-气-热综合能源系统(electric... 详细信息

随着能源和环境问题的日益严峻，为了提高能源的总体效率和可再生能源的消纳能力，对多类能源互联集成和互补融合的需求日益迫切。综合能源系统(integrated energy system,IES)是当前能源改革的重要方向，电-气-热综合能源系统(electricity-gas-heat integrated energy system)是一种典型的形式，将电力网络、天然气网络、热力网络耦合在了一起。电-气-热综合能源系统的能量流计算结果可以为系统的协同控制、规划运行、安全稳定分析等提供准确的数据依据，基于能量流的运行优化可以减小系统运行的成本，从而实现经济最大化。基于以上现实，本文主要研究了电-气-热综合能源系统的能量流计算和优化运行，具体研究内容如下:　　(1)根据电、气、热网络之间动态响应的差异，提出一种电-气-热综合能源系统准动态能量流计算方法。其中，由于电磁波以光速进行传播，电力网络仍采用稳态模型;天然气网络采用管道PED模型，对其进行Wendroff差分化得到能够充分反映天然气管道动态特性的暂态模型;将热力网络解耦为水力网络和热力网络两部分，对热网进行质块划分得到的热力网络的暂态模型。准动态能量流计算结果能够比稳态能量流计算结果更加真实地反映出系统的实际运行状态。　　(2)针对风电和负荷具有不确定性，提出一种电-气-热综合能源系统概率能量流计算方法。利用Nataf逆变换生成大量具有相关性的样本，提出一种S-K-means聚类方法对样本进行聚类，然后与多线性蒙特卡洛方法结合计算综合能源系统概率能流。基于S-K-means和多线性蒙特卡洛的概率能量流计算方法得到的概率能量流结果可以为系统的构建规划和安全稳定分析提供可靠的数据参考。　　(3)在电-气-热综合能源系统的能量供应侧引入P2G设备，负荷侧引入蓄热槽，构建包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉的能量枢纽，以系统运行成本最小为目标，满足功率平衡和安全运行等约束对能量流进行优化，采用改进粒子群算法进行求解。建立三种运行场景，通过仿真得到优化结果，对比分析P2G设备、电锅炉和蓄热槽消纳弃风的效果并验证模型的有效性。

关键词：电-气-热综合能源系统能量流计算优化运行

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电-气-热综合能源系统分布式优化调度研究

电-气-热综合能源系统分布式优化调度研究

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作者：朱翰鑫华南理工大学

学位级别：硕士

电-气-热综合能源系统是能源互联网的重要物理载体,是解决能源问题的重要手段之一。不同能源系统多能互补可有效提高整体系统运行的经济性及灵活性,但综合能源系统多能流交互的复杂性也对系统调度提出了挑战。综合能源系统中存在多个能... 详细信息

电-气-热综合能源系统是能源互联网的重要物理载体,是解决能源问题的重要手段之一。不同能源系统多能互补可有效提高整体系统运行的经济性及灵活性,但综合能源系统多能流交互的复杂性也对系统调度提出了挑战。综合能源系统中存在多个能源供应商,各能源供应商出于隐私保护通常只向其他供应商提供部分信息,因此,在不完全信息条件下,集中式调度方法不再适用。在上述背景下,本文从电-气-热综合能源系统精细化建模出发,建立单区域及多区域电-气-热综合能源系统优化调度模型,进而建立相应的分布式调度求解框架,主要总结如下:（1）建立了考虑网络动态特性的电-气-热综合能源系统模型。考虑天然气及热水传输时延等动态特性利用偏微分方程建立考虑网络动态特性的电-气-热综合能源系统模型。（2）建立了单区域电-气-热综合能源系统优化调度模型并提出了相应分布式调度框架。针对所建立动态气网模型存在非凸约束导致难以求解的问题,利用罚凸凹过程实现模型凸化。针对电-气-热综合能源系统含电、气、热三个子系统在分布式运算属三区（3-Block）优化问题因而难以利用常规分布式算法得到收敛解的问题,提出强制平等的交替方向乘子法（alternating direction method of multiplies,ADMM）。此算法框架中,外层优化利用罚凸凹过程凸化模型,内层ADMM-FE（forced equality）算法求解外层凸化后的模型以得到收敛解。通过算例仿真分析对比了所提算法与传统ADMM算法及集中式优化算法的计算结果,所得结果验证了所提模型以及优化算法框架的有效性。（3）建立了多区互联电-气-热综合能源系统优化调度模型及相应分布式调度框架,并提出了区间解耦机制以及凸化加速策略。针对现有多区互联综合能源系统优化调度模型缺乏对热网模型准确建模的问题,建立考虑热网拓扑结构的多区互联电-气-热综合能源系统的分布式优化调度模型。针对天然气潮流模型二阶锥凸化求解过慢的问题,提出凸化加速策略。其次,建立了多区互联电-气-热综合能源系统的解耦机制,利用母线撕裂法实现多区互联系统的区域间解耦,并利用交替方向乘子法求解模型。

关键词：电-气-热综合能源系统分布式优化调度交替方向乘子法二阶锥规划凸化加速策略

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计及电-气-热综合能源系统的输配协同优化调度

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电网技术 2022年第11期46卷 4256-4266页

作者：张旋张玉敏吉兴全韩学山杨明徐波山东科技大学电气与自动化工程学院山东省青岛市266590 电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 国网能源研究院有限公司北京市昌平区102209

具有强不确定性特征的风电渗透于各级电网,而传统的电、气、热能源系统相互分离、输配电网分级调度的运行模式难以挖掘全网资源实现全局最优的调度策略,从而影响风电的消纳能力。为此,提出了计及电-气-热综合能源系统的输配协同机组组... 详细信息

具有强不确定性特征的风电渗透于各级电网,而传统的电、气、热能源系统相互分离、输配电网分级调度的运行模式难以挖掘全网资源实现全局最优的调度策略,从而影响风电的消纳能力。为此,提出了计及电-气-热综合能源系统的输配协同机组组合模型。首先,根据电-气-热IES多能耦合特性和输-配物理互联特征构建协同优化框架,确定全网统一分析和分布式优化的基本思路。在此基础上,对电-气-热三网耦合系统的输配协同优化调度进行逐层建模。然后,基于此模型,以联络线交换功率作为耦合变量,将其等效为虚拟能源站,并采用目标级联分析法实现对考虑电-气-热IES的主动配电网与输电网的解耦和分布并行优化求解。此外,针对天然气管道气流Weymouth方程的非凸性,采用增量分段方法将本文模型转换为混合整数线性规划问题。最后,以T6D2系统和T118D10系统为例,验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：电-气-热综合能源系统输配协同风电不确定性目标级联分析法机组组合

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考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 50-58,76页

作者：邵振国林勇棋陈飞雄郑翔昊郭奕鑫颜熙颖福州大学电气工程与自动化学院福建省电器智能化工程技术研究中心福建福州350108

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特... 详细信息

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特性、碳-绿证耦合机制,构建综合能源系统动态低碳经济调度模型;为了保护各网络运营商的数据隐私,根据能量耦合关系对综合能源系统解耦,建立电-气-热网络的分布式协同优化模型;在此基础上,考虑风电出力和多能负荷的不确定性,提出基于一致性交替方向乘子法的分布式鲁棒优化框架,并利用二阶锥对偶理论与交替优化方法实现含二阶锥约束和二元变量的鲁棒子问题求解。以修改的IEEE 39节点电力网络、比利时20节点天然气网络和15节点热力网络为算例进行仿真分析,验证所提方法能够在源荷不确定性条件下实现综合能源系统各网络分散自治运行,同时兼顾系统运行的低碳性和经济性。

关键词：电-气-热综合能源系统碳-绿证耦合动态特性鲁棒优化低碳经济调度交替方向乘子法

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基于需求侧用户响应分析的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

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太阳能学报 2023年第5期44卷 97-105页

作者：李虹林兰心赵小军华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室保定071003

在低碳经济的背景下,为充分发挥供需双侧的互动潜力,提出一种考虑综合需求响应(IDR)和碳交易的电-气-热综合能源系统(EGH-IES)双层低碳经济调度模型。首先,提出考虑多能负荷自身特性、耦合特性和反弹效应的IDR模型和用户权衡经济效益、... 详细信息

在低碳经济的背景下,为充分发挥供需双侧的互动潜力,提出一种考虑综合需求响应(IDR)和碳交易的电-气-热综合能源系统(EGH-IES)双层低碳经济调度模型。首先,提出考虑多能负荷自身特性、耦合特性和反弹效应的IDR模型和用户权衡经济效益、响应方式和用能偏好的综合效益模型。基于此,建立上层模型为引入奖惩阶梯型碳交易机制的EGHIES低碳经济调度,下层模型为IDR策略的双层优化调度模型。然后,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、对偶定理和线性化方法将双层模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。最后,算例分析表明,综合考虑碳交易和多元负荷特性能促进供需双侧的联合优化,充分发挥EGH-IES的经济低碳性。

关键词：风电优化数学模型需求侧管理电-气-热综合能源系统碳交易机制负荷特性

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基于MST-改进PSO的电-气-热综合能源系统负荷恢复策略

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科学技术与工程 2023年第32期23卷 13834-13844页

作者：魏乐张峻松房方于松源华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

以往故障恢复的研究大多集中在配电网方面且恢复目标仅为单一的负荷恢复量,未考虑资源成本以及能源消耗的环境保护成本等。对此,提出一种多侧协调优化的多目标负荷恢复策略,该方法不仅实现了网络的重构、较高等级负荷的优先恢复,还实现... 详细信息

以往故障恢复的研究大多集中在配电网方面且恢复目标仅为单一的负荷恢复量,未考虑资源成本以及能源消耗的环境保护成本等。对此,提出一种多侧协调优化的多目标负荷恢复策略,该方法不仅实现了网络的重构、较高等级负荷的优先恢复,还实现了系统运行成本最优。在系统发生故障后,分两阶段进行恢复:首先,使用最小生成树(minimum spanning tree,MST)对系统结构进行改造,实现系统网络的重构,形成可恢复负荷的最终区域;然后,综合考虑源侧资源购买成本、用户侧切负荷补偿成本以及碳排放环保成本等,构建优化目标函数,使用改进粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法对其进行求解,得到最终恢复方案。通过33节点配电网、14节点气网和6节点热网测试系统仿真,验证了该负荷恢复策略的有效性。

关键词：电-气-热综合能源系统最小生成树(MST) 负荷恢复优化调度粒子群算法(PSO)

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含电转气和热电解耦热电联产机组的区域能源互联网联合经济调度

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电网技术 2018年第11期42卷 3512-3519页

作者：魏震波黄宇涵高红均税月四川大学电气与信息学院

热电联产机组（combined heat and power,CHP）传统＂以热定电＂的运行方式逐渐成为制约能源耦合系统发展的主要因素。以区域能源互联系统为对象,提出一种含电转气（power to gas,P2G）和热电解耦CHP的联合经济调度模型。首先,在CHP中... 详细信息

热电联产机组（combined heat and power,CHP）传统＂以热定电＂的运行方式逐渐成为制约能源耦合系统发展的主要因素。以区域能源互联系统为对象,提出一种含电转气（power to gas,P2G）和热电解耦CHP的联合经济调度模型。首先,在CHP中引入有机朗肯循环系统打破热电耦合,通过电转气和CHP的协调运作提高系统经济性,同时兼顾系统间歇性清洁能源的消纳能力与环境污染的排放问题。其次,抽象出以系统用能成本和污染物治理成本之和最小为目标函数的数学模型,采用分段线性化和二阶锥松弛方法将模型线性化处理后对模型进行求解。最后,在IEEE-39节点电网与7节点天然气网耦合系统中进行模拟仿真,结果表明：在热电解耦运行方式下,CHP热电比优化控制对系统运行工况变化有较强适应能力;P2G能消纳多余风电,实现综合能源系统经济运行,降低排放。验证了所提模型有效性,可为区域能源互联网建设提供参考。

关键词：电-气-热综合能源系统热电解耦CHP 有机朗肯循环电转气联合调度

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考虑压缩机不同运行状态的IES气网潮流分布式计算方法

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电力工程技术 2023年第4期42卷 122-132页

作者：陈茂云郑建勇梅飞吴建章东南大学苏州研究院江苏苏州215123 东南大学电气工程学院江苏南京210096 河海大学能源与电气学院江苏南京211100

压缩机运行状态的改变会造成气网工况变化,进而对电-气-热综合能源系统的稳态潮流产生影响。为求解压缩机不同运行状态下的综合能源系统气网潮流,文中分别对综合能源系统各子网络和能量耦合环节建模。考虑压缩机5种工作模式和2种驱动方... 详细信息

压缩机运行状态的改变会造成气网工况变化,进而对电-气-热综合能源系统的稳态潮流产生影响。为求解压缩机不同运行状态下的综合能源系统气网潮流,文中分别对综合能源系统各子网络和能量耦合环节建模。考虑压缩机5种工作模式和2种驱动方式,针对含有多台不同运行状态压缩机的天然气网络,基于牛顿-拉夫逊法,提出保留压缩机管道整体求解的气网潮流计算方法,并拓展一种分离压缩机管道等效求解方法,以分布式计算方法顺序求解综合能源系统潮流。通过2个算例,验证了所提保留压缩机管道整体求解方法的精确性和有效性,弥补了现有气网潮流计算模型无法处理复杂气网工况且收敛性、通用性差的缺点,揭示了压缩机运行状态的改变对综合能源系统潮流的影响。

关键词：电-气-热综合能源系统稳态潮流压缩机运行状态天然气网络分布式计算方法牛顿-拉夫逊法

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地震影响下综合能源系统的多尺度韧性提升方法

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电力系统自动化 2024年

作者：朱喜玥刘鑫蕊侯敏王睿孙秋野东北大学信息科学与工程学院

地震灾害具有预测性差、波及广等特点，在低震级或非震中地区，虽然地面震动不会造成建筑物倒塌、人员伤亡等，但可能会破坏架空电力线路和地下管道，对供能系统产生较大影响。文中针对电-气-热综合能源系统，提出地震灾前规划和应急响... 详细信息

地震灾害具有预测性差、波及广等特点，在低震级或非震中地区，虽然地面震动不会造成建筑物倒塌、人员伤亡等，但可能会破坏架空电力线路和地下管道，对供能系统产生较大影响。文中针对电-气-热综合能源系统，提出地震灾前规划和应急响应预案制定、灾时抢先地震波传播时间差完成负荷超前转供的多尺度韧性提升方法。首先，建立了地震影响的综合能源系统网格化故障概率模型。其次，在解耦框架下提出了综合能源系统的双环最优负荷削减模型，并考虑建筑物热惯性的负荷满意度，提出韧性评估和多尺度韧性提升方法。最后，通过仿真算例验证了该方法的有效性。

关键词：电-气-热综合能源系统韧性评估多尺度韧性提升方法最优负荷削减应急响应预案

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计及直流互联与电-气-热耦合的输配协同优化调度

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浙江电力 2022年第11期41卷 31-38页

作者：华文董炜阙凌燕申屠磊璇陈哲郭创新国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 国网浙江省电力有限公司杭州310007 浙江大学电气工程学院杭州310027

为促进区域间资源互补互济,提升新能源消纳水平,提出一种计及直流联络线功率调整和电-气-热耦合的输配协同优化调度模型。首先,建立直流联络线的功率调整模型,利用联络线的调整能力提升系统运行灵活性;然后,针对受端电网建立考虑电-气-... 详细信息

为促进区域间资源互补互济,提升新能源消纳水平,提出一种计及直流联络线功率调整和电-气-热耦合的输配协同优化调度模型。首先,建立直流联络线的功率调整模型,利用联络线的调整能力提升系统运行灵活性;然后,针对受端电网建立考虑电-气-热耦合的主动配电网模型,在此基础上进行送受端直流联络线和受端输配协调多能互补系统的协同优化。采用线性化的交流潮流近似计算配电网网损,对天然气管道气流Weymouth方程的非凸性进行增量线性化处理,从而将模型转换为混合整数线性规划问题。最后,通过算例验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：直流互联输配协同电-气-热综合能源系统新能源消纳

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