近年來,隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,出現(xiàn)了越來越多的跨能源領(lǐng)域的多能源應(yīng)用新技術(shù),他們的出現(xiàn)使得不同能源網(wǎng)絡(luò)間的耦合日漸緊密,通過多種能源間的協(xié)調(diào)互補綜合利用,能源系統(tǒng)的整體經(jīng)濟性,靈活性和能源利用效率都得到了顯著改善。多能互補不僅是能源互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)特征,也是發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)各項優(yōu)勢的必要途徑。為了促進多種能源間的協(xié)調(diào)互補,改善能源系統(tǒng)的運行性能和對可再生能源的消納能力,必須充分發(fā)揮多能源應(yīng)用靈活高效的優(yōu)勢,這就要求我們對多能源應(yīng)用進行能源管理,并且要將多能源應(yīng)用的能源管理問題放在能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的大背景下進行綜合考量,在此基礎(chǔ)上制定綜合的能源管理方案。否則,多能源應(yīng)用與多能源應(yīng)用之間,多能源應(yīng)用與能源網(wǎng)絡(luò)間可能會出現(xiàn)無序運行,不僅不能促進多能互補,阻礙能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢的發(fā)揮,反而可能會惡化整個能源網(wǎng)絡(luò)的運行性能。此外,多能互補也要求不同能源網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)調(diào)運行,現(xiàn)有天然氣電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能源管理研究往往默認電氣網(wǎng)絡(luò)對天然氣的需求實時刻刻都能被滿足,比如燃氣輪機突然改變出力,然而天然氣網(wǎng)絡(luò)與電氣網(wǎng)絡(luò)間的相互消納能力是有限的,天然氣網(wǎng)絡(luò)并不能無限制地滿足電氣網(wǎng)絡(luò)的需要。實際上,天然氣網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度周期遠長于電氣網(wǎng)絡(luò),包括燃氣輪機和冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施在內(nèi)的燃氣機組運行模式的切換導(dǎo)致的天然氣網(wǎng)絡(luò)負荷的突變都必須依靠天然氣管網(wǎng)中的儲氣備用來消納。由此,在制定天然氣電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的能源管理方案時,必須要將天然氣管網(wǎng)中的儲氣備用納入考量。否則,不僅多能源應(yīng)用可能由于無法正常運行而破壞多能互補進程,燃氣輪機也可能由于儲氣備用不足而無法為電力系統(tǒng)提供旋轉(zhuǎn)備用,從而嚴重威脅電氣網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定。為了促進天然氣電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)安全高效地多能互補,以改善能源系統(tǒng)的運行性能和對可再生能源的消納,必須要協(xié)調(diào)好能源網(wǎng)絡(luò)與能源網(wǎng)絡(luò),能源網(wǎng)絡(luò)與多能源應(yīng)用,多能源應(yīng)用功能與多能源應(yīng)用功能之間的協(xié)調(diào)關(guān)系,為此,文本具體做了以下工作:(1)基于能量耦合關(guān)系矩陣和能量分配系數(shù)搭建了冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施的能源管理模型,并基于該模型通過算例探索了三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施靈活的運行模式對電氣網(wǎng)絡(luò),天然氣網(wǎng)絡(luò)的影響。接著探索了包括三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施,P2H/G2P設(shè)施,和需求管理下的電動汽車充電負荷,這些多能源應(yīng)用在改善能源互聯(lián)網(wǎng)運行性能方面的巨大潛力,尤其是在改善能源系統(tǒng)對可再生能源的消納方面,并通過算例說明了這些多能源應(yīng)用有序運行的重要性。(2)結(jié)合天然氣管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)潮流模型和天然氣管網(wǎng)儲氣模型,推導(dǎo)了天然氣管網(wǎng)儲氣備用模型,并基于此探索了天然氣管網(wǎng)對電氣網(wǎng)絡(luò)運行模式變化造成天然氣潮流不平衡量的消納機理,分別定義了正儲氣備用和負儲氣備用量化了天然氣管網(wǎng)的消納能力限制。接著就燃氣輪機機組利用儲氣備用消納電網(wǎng)中的潮流不平衡進行了分情況討論,并形成了天然氣管網(wǎng)儲氣備用的管理模型。(3)為了實現(xiàn)能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的優(yōu)勢,必須促進天然氣電氣互聯(lián)網(wǎng)中多種能源協(xié)調(diào)互補,為此就必須協(xié)調(diào)好能源網(wǎng)絡(luò)與能源網(wǎng)絡(luò),多能源應(yīng)用與多能源應(yīng)用,多能源應(yīng)用與能源網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。由此,本文在傳統(tǒng)電氣網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟調(diào)度模型的基礎(chǔ)上,將多能源應(yīng)用的能源管理模型,包括冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施,P2H/G2P設(shè)施的能源管理模型,和電動汽車的需求側(cè)管理模型,以及考慮了管網(wǎng)儲氣備用管理的天然氣網(wǎng)絡(luò)能源管理模型一同納入考量,提出了一個計及多種多能源應(yīng)用的天然氣電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)能源管理方法。本文提出的最優(yōu)能源管理方法能夠服務(wù)于能源互聯(lián)網(wǎng)的能源管理,并有望進一步豐富能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)運行的相關(guān)理論體系和應(yīng)用框架。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM73;TK018
【部分圖文】：

動的制冷機組成。這些制冷器的壓縮機不Ｓ接由電驅(qū)動，而是與連，通過內(nèi)燃機的軸承驅(qū)動１９４??收式制冷機組（ＷＡＲＧ，Ｗａｔｅｒ?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ?Ｇｒｏｕｐ）：三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施配置中最為常見的制冷機組，制冷的吸收機組通常由或者鍋爐產(chǎn)生的熱水驅(qū)動。??栗（ＥＨＰ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?Ｈｅａｔ?Ｐｕｍｐ）：電熱架迎常擁有制冷和制熱兩過選擇運行模式分別可以消耗電能制冷或制熱。電熱泵同樣可以的輸出端相聯(lián)，由熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電能輸出直接驅(qū)動。??來說，以上幾種制冷方案都可以進一步和廢熱回收裝置組合，使施的產(chǎn)能效率得到進一步的提高。比如，天然氣直燃式制冷機組的廢熱可以通過熱栗回收，可以用來調(diào)節(jié)冷卻塔中水循環(huán)的溫度定用戶的需要。比如冷卻塔中的循環(huán)水溫度是大約３０°Ｃ，而一在５０°Ｃ的熱空氣用于制熱。引擎驅(qū)動制冷機組也是相似，通過再利用，甚至可以更為高效地回收廢熱｜｜（）１?文獻［９５］中也介熱泵提高從水吸收式制冷機組Ｈ收廢熱的熱能等級的方案。??能量注入??

圖２－６三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．６：?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ＣＣＨＰ?ｐｌａｎｔ??以圖２－６所示一般三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施的示意圖為例進行說明，兒柚丁？?２．２．１節(jié)中給??出的能源集線器建模思路進行建模。由于圖２－６屮所小的７＋：聯(lián)產(chǎn)設(shè)施直接連接配??電網(wǎng)和天然氣網(wǎng)，它可以直接接收來自配網(wǎng)的電能和天然氣注入。５聯(lián)產(chǎn)設(shè)施內(nèi)??部配置有四臺多能源設(shè)備用于承擔冷、熱、電種能Ｅ負荷的供能任務(wù)。電能輸??出可以供本地用戶％直接使用，也可以以ＷＶ返送至配電網(wǎng)。熱能負荷的供應(yīng)可??以由ＣＨＰ，?ＣＨＧ或者ＥＨＰ在制熱模式下以ａ扣必＋?（；，），ａ．Ｇ或者（１－００供應(yīng)。??冷氣負荷可以由ＷＡＲＧ或ＥＨＰ在制冷模式下以凡？或／Ｉ承扒。ｌＵ能負荷可以??依賴配電網(wǎng)以，或者ＣＨＰ機組的電能輸出以ａＪＦ、供應(yīng)。其中，為了描述三??聯(lián)產(chǎn)設(shè)施內(nèi)部的能量流動和各個多能源設(shè)備的能量調(diào)度，引入能量分配系數(shù)??？＝［？，，ａ２，?ａ，，?＆?ｍ，］表不在三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施內(nèi)部各個能量Ｈ路分支處的能量分配。它??也反映了三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施在某一時刻選定的的運行策略和產(chǎn)能方案，同時，運行策略??和產(chǎn)能方案的變更也會直接體現(xiàn)在能量分配系數(shù)丨：。如果我們分別使用列向ｆｆｉ??￡＞［?出

或在條件允許時輸入配熱網(wǎng)絡(luò)。??為了簡化說明，在下面的例子中忽略能量分配系數(shù)的確定過程，僅僅考慮上??述三種運行策略。以圖２－７中所示的簡單三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施為例，它的具體多能源設(shè)備??配置如表２中所示�？紤]制冷和制熱的天然ｎ價格是２．３６?￥／ｍ３，發(fā)電的天然氣??價格是２．５１?￥／?ｍ３，三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施的上網(wǎng)電價是０．６５?￥／ｋＷｈ?１１Ｇ８＿１Ｑ９］。令參考用獨立??產(chǎn)能設(shè)備的參考三聯(lián)產(chǎn)能效分別是是＜＝０．４，?＜＝０．９和ＣＯＰｓＰ＝３．５ｌｌｌ（）ｌ。??Ｗ??Ｆ?｜?（Ｓ）?—，?（ｄ）Ｋｃ）?｜?＃??Ｉ?＊?ｊｉｔＪ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｗ?￡?Ｉ??Ｑ??圖２－７?—個簡單三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施例子??Ｆｉｇｕｒｅ?２．７：?Ａ?ｓｉｍｐｌｅ?ＣＣＨＰ?ｐｌａｎｔ?ｅｘａｍｐｌｅ??表２－２三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施例子設(shè)備配置??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣＣＨＰ?ｐｌａｎｔ?ｅｘａｍｐｌｅ??多能源設(shè)備?能效?裝機容量??ｗｗ＝３６％??熱電聯(lián)產(chǎn)機組?３００ＭＷ??如＝４３?％??燃燒發(fā)熱機組＝９０％?６５０ＭＷ??電熱泵?ＣＯＰ＝４?１５０ＭＷ??選取冷、熱、電日負荷曲線中的某兩個時間斷面作為三聯(lián)產(chǎn)設(shè)施的本地負荷??場景Ｓｌ，負荷場景Ｓ２。??（１）
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉小聰;王蓓蓓;李揚;孫宇軍;;基于實時電價的大規(guī)模風(fēng)電消納機組組合和經(jīng)濟調(diào)度模型[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年11期

2 張延宇;曾鵬;臧傳治;;智能電網(wǎng)環(huán)境下家庭能源管理系統(tǒng)研究綜述[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年18期

3 陳滄楊;胡博;謝開貴;萬凌云;向彬;;計入電力系統(tǒng)可靠性與購電風(fēng)險的峰谷分時電價模型[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年08期

4 徐智威;胡澤春;宋永華;張洪財;陳曉爽;;基于動態(tài)分時電價的電動汽車充電站有序充電策略[J];中國電機工程學(xué)報;2014年22期

5 別朝紅;胡國偉;謝海鵬;李更豐;;考慮需求響應(yīng)的含風(fēng)電電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度[J];電力系統(tǒng)自動化;2014年13期

6 丁春香;張秋輝;;英國天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策及啟示[J];天然氣技術(shù);2009年03期

7 馬濤;;國外氫能源經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及對我國的啟示[J];節(jié)能技術(shù);2008年04期

8 張欽;王錫凡;王建學(xué);馮長有;劉林;;電力市場下需求響應(yīng)研究綜述[J];電力系統(tǒng)自動化;2008年03期

9 楊鳳玲,王海旭,楊慶泉;對美國天然氣法律與政策的思索[J];國際石油經(jīng)濟;2003年11期

10 李宏勛,趙璽玉,張榮旺;日本政府促進天然氣消費的政策措施及其啟示[J];天然氣工業(yè);2002年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張義斌;天然氣—電力混合系統(tǒng)分析方法研究[D];中國電力科學(xué)研究院;2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 樂小江;考慮直接負荷控制的機組組合問題研究[D];華北電力大學(xué);2012年

本文編號：2843029