為了促進可再生能源集成與消納,打破原有各供用能系統(tǒng)(如供電、供氣、供冷/熱等)單獨規(guī)劃、單獨設計和獨立運行的既有模式,以電力為中心,通過冷、熱、電、氣等多能流的綜合規(guī)劃、協(xié)調(diào)控制、智能調(diào)度與多元互動,實現(xiàn)多種形式能源的轉(zhuǎn)換與多種能源網(wǎng)絡的互聯(lián)互通,提高能源綜合利用效率,實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展。在傳統(tǒng)節(jié)能改造的基礎(chǔ)上,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù),建立信息采集平臺、運營管理平臺,將多類型能源生產(chǎn)、存儲、傳輸、消費等環(huán)節(jié)深度融合,并提供系統(tǒng)設計、運行優(yōu)化等服務。以下是本文主要研究內(nèi)容:(1)建立了系統(tǒng)從主動配電網(wǎng)升級改造成綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化設計模型,以綜合成本最低和綜合能效最高為目標,構(gòu)建隸屬度函數(shù)進行多目標決策,基于最大滿意度法將原多目標問題轉(zhuǎn)化為非線性單目標優(yōu)化問題,采用混合整型非線性規(guī)劃模型進行求解。進行算例分析,比較了單目標和多目標優(yōu)化的配置結(jié)果。此外分別對綜合能源系統(tǒng)在不同運行方式下進行仿真,分析比較其配置結(jié)果。(2)闡述了基于能源集線器的綜合能源系統(tǒng)的供能結(jié)構(gòu),建立了綜合能源系統(tǒng)日前經(jīng)濟調(diào)度模型,對含有風力、光伏發(fā)電系統(tǒng)、CCHP系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)的綜合能源系統(tǒng),基于能源集線器建立冷熱電功率平衡,采用混合整型線性規(guī)劃模型求解優(yōu)化問題。算例分析,對完成優(yōu)化設計的系統(tǒng)優(yōu)化運行,在不同電價機制、不同儲能配置情況下對不同季節(jié)典型日負荷進行仿真,得到優(yōu)化結(jié)果并總結(jié)了綜合能源系統(tǒng)的調(diào)度策略。(3)研究了基于模型預測控制算法的實時優(yōu)化運行模型,建立了基于PSO-ANN的負荷預測模型,根據(jù)最新信息(例如最新的天氣信息、系統(tǒng)實際運行數(shù)據(jù)等),校正后續(xù)可再生能源功率及冷熱電負荷功率,以日前調(diào)度計劃為參考值,以有功出力的調(diào)整量最小為目標,進行動態(tài)滾動優(yōu)化,引入實時調(diào)整層以應對可再生能源和冷熱電負荷預測誤差帶來的擾動,對日前計劃進行校正,達到閉環(huán)控制。進行算例分析,并研究了控制時長和預測精度對優(yōu)化結(jié)果的影響。(4)建立了半實物綜合能源系統(tǒng)仿真平臺,平臺基于MATLAB/Simulink和LabVIEW軟件搭建,包含數(shù)據(jù)采集、負荷及可再生能源預測、優(yōu)化設計、優(yōu)化運行、儲能系統(tǒng)仿真、經(jīng)濟性評估、實時監(jiān)控等模塊。半實物仿真平臺可組態(tài),為不同用戶提供系統(tǒng)設計方案和優(yōu)化運行策略的咨詢服務。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TK01;TM732
【部分圖文】：

蓄熱裝置、電池等儲能設備模型，還有吸收式制冷機、電制冷機等制冷裝置以及逡逑余熱鍋爐、鍋爐等熱相關(guān)設備模型，然后介紹了綜合能源系統(tǒng)的不同運行方式。逡逑２．１關(guān)鍵設備數(shù)學模型逡逑２．１．１風力發(fā)電模型逡逑風力發(fā)電（Ｗｉｎｄ邋Ｐｏｗｅｒ）是一種無污染，純凈的可再生能源，是最成熟的可逡逑再生能源發(fā)電技術(shù)之一，它利用風能轉(zhuǎn)化為機械能，然后進行電能轉(zhuǎn)換，其工作逡逑原理是利用風力推動風車葉片旋轉(zhuǎn)，然后通過增速機加速風力渦輪機葉片，并且逡逑驅(qū)動發(fā)電機以發(fā)電。按軸向不同，風力發(fā)電機歸納起來可分為兩類：一是水平軸逡逑風力發(fā)電機；二是垂直軸風力發(fā)電機。圖２－１是一個水平軸風力發(fā)電機主要部件結(jié)逡逑構(gòu)圖。風力發(fā)電在歐洲國家盛行，近些年在我國發(fā)展也很迅猛。中國地域廣闊，逡逑北部地勢開闊，東南部海岸線長，風能資源豐富，開發(fā)性好。據(jù)最新統(tǒng)計，中國逡逑的風能技術(shù)開發(fā)量為２．５億千瓦，技術(shù)可開發(fā)面積約２０萬平方公里。此外，有潛逡逑在的技術(shù)可以產(chǎn)生大約７９００萬千瓦。逡逑

傳統(tǒng)的ＣＣＨＰ系統(tǒng)有以熱定電和以電定熱兩種運行方式以電定熱即以滿逡逑足系統(tǒng)電負荷需求為主要目標，熱能作為其運行的副產(chǎn)品當產(chǎn)生的熱量無法滿足逡逑系統(tǒng)冷、熱負荷需求時，則通過燃氣鍋爐等其他產(chǎn)熱設備補足；當產(chǎn)生的熱量大逡逑于熱需求時，余熱廢棄，會造成大量能源的浪費。以熱定電則是以滿足熱負荷需逡逑求為主要優(yōu)化目標，可以很好地避免熱量的浪費，當發(fā)電量不能滿足系統(tǒng)需求時逡逑則從電網(wǎng)購電補足缺額，當發(fā)電量超過系統(tǒng)用電量需求時，若發(fā)電可上網(wǎng)則可以逡逑將多余的電量售給電網(wǎng)，但若不能上網(wǎng)，則多余的電量也需要處理。逡逑無論ＣＣＨＰ采用哪種運行方式都存在其局限性，對于不同系統(tǒng)，不同熱電比逡逑的情況下，ＣＣＨＰ系統(tǒng)需要一種靈活的運行方式來滿足經(jīng)濟性和環(huán)保性的要求。因逡逑此，取消對其采用哪種運行方式的約束限定，一切以優(yōu)化目標為核心，目標可以逡逑為運行成本最低或是一次能源利用率最高等，ＣＣＨＰ系統(tǒng)選擇其滿足優(yōu)化目標的運逡逑行方式進行工作。逡逑２．３本章小結(jié)逡逑

式如下：逡逑ｍｉｎ／（ｘ，＞0逡逑＼ｈ｛ｘ，ｙ）邋＝邋０，ｇ｛ｘ，ｙ）＜０邐（３－１７）逡逑ｅ邋｛０，１｝邋，／６邋＜邋ｘ邋＜邋ｕｂ逡逑式中，變量ｘ包括各設備出力、與電網(wǎng)交互功率以及各設備容量大��；變量；；逡逑包括購／售電標志位，電池充／放電標志位，蓄熱裝置、冰蓄冷空調(diào)充／放能標志位，逡逑微燃機的停啟狀態(tài)標志位等，因此優(yōu)化算法可以使用混合整數(shù)非線性規(guī)劃逡逑（Ｍｉｘｅｄ－ｉｎｔｅｇｅｒ邋Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ邋Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＭＩＮＬＰ）模型求最優(yōu)解。算法流程見圖逡逑３－１，算法步驟如下：逡逑（１）求解單目標最優(yōu)解。分別以綜合成本最低和綜合能效最高為目標函數(shù)進行逡逑單目標優(yōu)化，求得單目標優(yōu)化的最優(yōu)值／？ｍｎ。逡逑（２）構(gòu)建隸屬度函數(shù)如式（３－１５），將各單目標函數(shù)模糊化處理，確定伸縮值逡逑又，（／邋＝邋１，２，．．．）。逡逑（３）求出整體滿意度，目標函數(shù)和補充約束條件見式（３－１６）逡逑（４）運用ＭＩＮＬＰ模型求解優(yōu)化問題，得出最終優(yōu)化結(jié)果。逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2824641