發(fā)布時(shí)間：2020-04-18 07:41

【摘要】：新能源多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)系統(tǒng)可有效消納間歇性可再生能源,實(shí)現(xiàn)能源“品位對口、梯級利用”,是當(dāng)前能源和環(huán)境危機(jī)背景下世界能源技術(shù)發(fā)展的重要方向。壓縮空氣儲(chǔ)能(Compressed Air Energy Storage,CAES)因具有環(huán)境污染小,能量轉(zhuǎn)換效率較高,無相變損失等優(yōu)點(diǎn)而備受國際社會(huì)關(guān)注。本文充分利用壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)天然的冷、熱、電等多能接口,將其以多能耦合方式接入CCHP系統(tǒng),并通過研究含壓縮空氣儲(chǔ)能的CCHP系統(tǒng)的源-荷預(yù)測以及能量管理策略,在平抑新能源的間歇、波動(dòng)性的同時(shí),提高了系統(tǒng)多能量聯(lián)合調(diào)度的靈活性以及系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和清潔性。首先設(shè)計(jì)了含CAES的CCHP系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在分析燃?xì)廨啓C(jī)、吸收式制冷機(jī)、燃?xì)忮仩t、壓縮空氣儲(chǔ)能、風(fēng)機(jī)、光伏發(fā)電系統(tǒng)等核心設(shè)備運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上,建立適用于系統(tǒng)能量調(diào)度的數(shù)學(xué)模型。針對可再生能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性,給出了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的組合預(yù)測方法,并采用改進(jìn)誘導(dǎo)有序加權(quán)平均(Induced Ordered Weighted Averaging,IOWA)算子實(shí)時(shí)調(diào)整組合權(quán)重系數(shù)。風(fēng)/光功率預(yù)測的算例結(jié)果表明,提出的算法預(yù)測精度高,既可有效降低隨機(jī)性對預(yù)測帶來的干擾,又避免了單一預(yù)測算法的局限性。負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測是CCHP系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度和能量管理的重要依據(jù)。本文利用負(fù)荷周期性特性,并考慮負(fù)荷當(dāng)前數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)間以及冷熱電負(fù)荷間的耦合關(guān)系,提出了一種基于深度學(xué)習(xí)算法長短期記憶網(wǎng)絡(luò)(Long Short-Term Memory,LSTM)的冷熱電負(fù)荷多變量預(yù)測方法。仿真算例結(jié)果表明,與單變量預(yù)測模型以及傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測模型相比,多變量LSTM預(yù)測模型可有效提高負(fù)荷的預(yù)測精度。最后,以系統(tǒng)總運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù),以電、冷、熱能平衡,出力設(shè)備各自容量以及充放電功率上下限等為約束條件,建立了一個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型,采用了一種發(fā)電側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)以及用戶側(cè)資源互相配合的含CAES的CCHP系統(tǒng)能量管理策略。驗(yàn)證了加入儲(chǔ)能系統(tǒng)以及考慮需求側(cè)響應(yīng)對系統(tǒng)削峰填谷、平滑負(fù)荷曲線以及對系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性帶來的優(yōu)勢。
【圖文】：

圖１－２我國近年光伏裝機(jī)容量及占比逡逑與傳統(tǒng)的集中式發(fā)配電模式相比，分布式發(fā)電具有投資少、安裝地點(diǎn)靈活、逡逑

我國冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)己經(jīng)初步成型。逡逑■釃逡逑圖１－３上海虹橋公共事務(wù)中心ＣＣＨＰ系統(tǒng)邐圖１－４上海人民醫(yī)院ＣＣＨＰ系統(tǒng)逡逑１．２．２壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀逡逑新能源的快速發(fā)展帶來的消納問題，進(jìn)－步提高了儲(chǔ)能在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)逡逑域的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前儲(chǔ)能市場商業(yè)化的穩(wěn)定預(yù)期己經(jīng)形成，儲(chǔ)能在ｎｊ？再生能源消逡逑納和分布式能源網(wǎng)絡(luò)發(fā)展等的發(fā)展?jié)摿χ饾u被社會(huì)挖掘和認(rèn)可。逡逑當(dāng)前常用的大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)包括抽水蓄能、蓄電池以及壓縮空氣儲(chǔ)能等。相逡逑比于另外幾種儲(chǔ)能方式，壓縮空氣儲(chǔ)能具有選址靈活、安全性高以及壽命長等優(yōu)逡逑點(diǎn)，因此引起了世界各地政府以及學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。通過壓縮空氣來存儲(chǔ)電能逡逑的概念最早可追溯到二十世紀(jì)四十年代，然而由于當(dāng)時(shí)并沒有并網(wǎng)儲(chǔ)能的必要，逡逑因此壓縮空氣儲(chǔ)能并沒任何實(shí)質(zhì)性的發(fā)展［１＇直到１９７８，德國才建立了第一個(gè)逡逑商用壓縮空氣儲(chǔ)能電站Ｈｕｎｔｏｆ，機(jī)組釋能功率為２９０ＭＷ，機(jī)組可持續(xù)儲(chǔ)能８小逡逑時(shí)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM73;TU83

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 路唱;何青;;壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)最新研究進(jìn)展[J];電力與能源;2018年06期

2 文賢馗;張世海;王鎖斌;;壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)及示范工程綜述[J];應(yīng)用能源技術(shù);2018年03期

3 ;中國或?qū)⒔ǔ墒澜缟蟽?chǔ)能容量最大壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)[J];功能材料信息;2016年06期

4 陶勛;陶聞翰;;先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)[J];低碳世界;2017年06期

5 付興;袁光杰;金根泰;班凡生;夏焱;;鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能庫建設(shè)現(xiàn)狀及工程難點(diǎn)分析[J];中國井礦鹽;2017年03期

6 郭歡;徐玉杰;劉暢;陳海生;;一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)性能分析新方法[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2015年12期

7 孫瑞華;;淺析壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作特性[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2015年07期

8 張祥;;壓縮空氣儲(chǔ)能專利技術(shù)綜述[J];山東工業(yè)技術(shù);2015年04期

9 陳海生;劉金超;郭歡;徐玉杰;譚春青;;壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)原理[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2013年02期

10 張新敬;陳海生;劉金超;李文;譚春青;;壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)展[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2012年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前9條

1 陳海生;;壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)展[A];第三屆全國儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)大會(huì)摘要集[C];2016年

2 高京生;;壓縮空氣儲(chǔ)能電站及實(shí)施方案設(shè)想[A];貫徹“十二五”環(huán)保規(guī)劃，，創(chuàng)新火電環(huán)保技術(shù)與裝備研討會(huì)論文集[C];2011年

3 陳海生;;壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)進(jìn)展[A];第一屆全國儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)大會(huì)摘要集[C];2014年

4 陶芒;陳仲達(dá);;功能卓越的壓縮空氣儲(chǔ)能電站的科學(xué)方案——循環(huán)經(jīng)濟(jì)開源節(jié)流最佳解讀[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會(huì)論文集（下冊）[C];2006年

5 郭歡;徐玉杰;陳海生;;一種超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱力學(xué)分析[A];2015年中國化工學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2015年

6 高京生;;壓縮空氣式儲(chǔ)能發(fā)電裝置與系統(tǒng)——改裝航機(jī)系統(tǒng)的新用途[A];2013 火電廠污染物凈化與綠色能源技術(shù)研討會(huì)暨環(huán)保技術(shù)與裝備專業(yè)委員會(huì)換屆(第三屆)會(huì)議論文集[C];2013年

7 高京生;;壓縮空氣式儲(chǔ)能發(fā)電裝置與系統(tǒng)——改裝航機(jī)系統(tǒng)的新用途[A];2013年火電廠污染物凈化與綠色能源技術(shù)研討會(huì)暨環(huán)保技術(shù)與裝備專業(yè)委員會(huì)換屆（第三屆）會(huì)議論文集[C];2013年

8 馬昕;張承慧;李珂;田崇翼;;用于風(fēng)電平抑的微型壓縮空氣儲(chǔ)能混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率控制策略研究[A];第一屆全國儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)大會(huì)摘要集[C];2014年

9 黃旭;高毅;;先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)在天津智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用前景分析[A];第十三屆中國科協(xié)年會(huì)第15分會(huì)場-大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 陳歡歡;中國壓縮空氣儲(chǔ)能有望后來居上[N];科學(xué)時(shí)報(bào);2011年

2 本報(bào)記者 陳歡歡;美壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廢熱發(fā)電[N];科學(xué)時(shí)報(bào);2011年

3 本報(bào)見習(xí)記者 池涵;壓縮空氣儲(chǔ)能：從追趕到領(lǐng)先的跨越[N];中國科學(xué)報(bào);2019年

4 唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司 邢志光;多能互補(bǔ)壓縮空氣儲(chǔ)能電站的構(gòu)想[N];中國能源報(bào);2017年

5 本報(bào)記者 秦虹;壓縮空氣儲(chǔ)能促青海多能協(xié)同發(fā)展[N];中國電力報(bào);2016年

6 中航工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院院長 王英杰;話說壓縮空氣儲(chǔ)能[N];中國航空報(bào);2012年

7 本報(bào)記者 何英;淺談壓縮空氣儲(chǔ)能[N];中國能源報(bào);2012年

8 北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院 付永領(lǐng)　李萬國;壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電：清潔能源發(fā)展的又一選擇[N];中國電力報(bào);2011年

9 記者 劉雙英;同煤集團(tuán)云岡礦北大巷廢棄巷道壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目開工[N];大同日報(bào);2019年

10 本報(bào)見習(xí)記者 田瑞穎 記者 沈春蕾;先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì) 熬過“寒冬”，迎來儲(chǔ)能發(fā)展的“春天”[N];中國科學(xué)報(bào);2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 嚴(yán)毅;含壓縮空氣儲(chǔ)能的冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制研究[D];山東大學(xué);2019年

2 田崇翼;壓縮空氣儲(chǔ)能—風(fēng)電系統(tǒng)的能量優(yōu)化與控制策略研究[D];山東大學(xué);2015年

3 王志文;水下壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與能效分析[D];大連海事大學(xué);2018年

4 張新敬;壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)若干問題的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2011年

5 張雪輝;超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)多級向心透平研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2014年

6 劉金龍;基于絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能的分布式冷熱功聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

7 張遠(yuǎn);風(fēng)電與先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的系統(tǒng)集成與仿真研究[D];中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2014年

8 李雪梅;先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)部件特性對系統(tǒng)性能影響的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫蕓馨;含壓縮空氣儲(chǔ)能的CCHP系統(tǒng)源—荷預(yù)測與能量管理策略研究[D];山東大學(xué);2019年

2 洪明哲;機(jī)電耦合式風(fēng)力壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究[D];山東大學(xué);2019年

3 何子偉;等溫壓縮空氣儲(chǔ)能過程中的熱力學(xué)機(jī)制研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

4 魏興國;含壓縮空氣儲(chǔ)能的CCHP系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化運(yùn)行研究[D];山東大學(xué);2018年

5 安鵬;基于太陽能輔熱的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)熱力性能研究[D];華北電力大學(xué);2018年

6 王運(yùn)良;微型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制研究[D];山東大學(xué);2018年

7 張毓穎;含等溫壓縮空氣儲(chǔ)能的主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃—運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化[D];華北電力大學(xué)(北京);2018年

8 胡厚鵬;分布式微電網(wǎng)中壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模[D];貴州大學(xué);2018年

9 周理;壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與物理模擬[D];華中科技大學(xué);2018年

10 張怡;壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電的耦合研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所);2018年

本文編號：2631880