計及P2G廠站的電-氣綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃
發(fā)布時間:2021-05-14 14:33
近年來,由于電力系統(tǒng)中大規(guī)模的風電接入、燃氣消費占比的提升及電轉(zhuǎn)氣(Power to Gas,P2G)技術(shù)的出現(xiàn),使電力網(wǎng)和天然氣網(wǎng)的耦合程度提升。因此,加強電-氣綜合能源系統(tǒng)運行的綠色經(jīng)濟可行性研究,對提高電力系統(tǒng)中新能源的消納以及低碳環(huán)保運行有重要的意義。本文對電-氣綜合能源系統(tǒng)中的耦合設(shè)備及其與風電場聯(lián)合選址以及互聯(lián)系統(tǒng)的綜合運行問題進行研究,具體研究成果如下:(1)針對傳統(tǒng)電網(wǎng)模型未能考慮天然氣網(wǎng)及耦合設(shè)備影響的問題,建立了電-氣綜合能源系統(tǒng)模型及混合潮流模型,分析了耦合設(shè)備出力波動對天然氣網(wǎng)的影響。算例表明,P2G設(shè)備出力變化對接入點氣壓影響最大;燃氣輪機出力變化對其沿線的氣壓均有影響;此外,仿真結(jié)果驗證了綜合能源混合潮流模型在選取不同平衡節(jié)點時均有效。(2)針對電-氣綜合能源系統(tǒng)中P2G廠站投資成本高、回收周期長的問題,在P2G廠站建設(shè)時,考慮風電場為投資主體,進行聯(lián)合建設(shè)選址分析。建立了以最大日內(nèi)收益為優(yōu)化目標的聯(lián)合建設(shè)選址模型,引入基于蒙特卡洛方法的模擬退火算法思想后提出了一種改進的鴿群算法對模型求解。仿真結(jié)果表明,改進的鴿群算法在收斂速度和計算速度上均有所提升;節(jié)能減...
【文章來源】:上海電機學院上海市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 問題的提出
1.2 綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃的意義與目的
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 風電發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 電-氣綜合能源系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3.3 P2G技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 電-氣綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型與潮流分析
2.1 引言
2.2 典型的電-氣綜合能源系統(tǒng)建模
2.2.1 電力網(wǎng)絡模型
2.2.2 天然氣網(wǎng)絡模型
2.2.3 耦合設(shè)備建模
2.2.4 天然氣網(wǎng)潮流方程求解
2.2.5 電-氣綜合能源系統(tǒng)混合潮流模型
2.3 系統(tǒng)耦合對天然氣網(wǎng)運行的影響分析
2.3.1 算例設(shè)置
2.3.2 P2G廠站出力波動對天然氣網(wǎng)節(jié)點氣壓的影響
2.3.3 燃氣輪機耗氣量變化對天然氣網(wǎng)節(jié)點氣壓的影響
2.4 混合能量流模型的有效性分析
2.4.1 算例設(shè)置
2.4.2 混合潮流運算與分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于鴿群算法的風電場與P2G廠站協(xié)同選址規(guī)劃
3.1 引言
3.2 P2G廠站選址規(guī)劃模型
3.2.1 選址規(guī)劃目標函數(shù)
3.2.2 電力系統(tǒng)約束條件
3.2.3 天然氣系統(tǒng)約束條件
3.2.4 風電場和P2G廠站的協(xié)同建設(shè)與運行約束條件
3.3 模型的求解方法
3.3.1 基本鴿群算法
3.3.2 改進的鴿群算法
3.4 算例分析
3.4.1 測試系統(tǒng)說明
3.4.2 測試結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于場景削減的綜合能源系統(tǒng)多目標運行規(guī)劃
4.1 引言
4.2 多目標運行優(yōu)化模型
4.2.1 目標函數(shù)
4.2.2 約束條件
4.3 聚類算法的場景削減合并分析
4.3.1 多場景分析法概述
4.3.2 不確定性模型
4.3.3 聚類算法介紹
4.3.4 基于聚類算法的場景縮減
4.4 算例分析
4.4.1 測試系統(tǒng)說明
4.4.2 測試結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 論文總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]聚類分析算法的分析與評價[J]. 李芝峰,張妍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(07)
[2]基于改進K-means聚類算法的風電場動態(tài)等值[J]. 吳紅斌,何葉,趙波,李鵬,季宇,吳鳴. 太陽能學報. 2018(11)
[3]電-氣-熱一體化混合能源系統(tǒng)研究評述與展望[J]. 鄭展,張勇軍. 廣東電力. 2018(09)
[4]基于改進劃分聚類方法的大數(shù)據(jù)處理算法[J]. 曹碩. 電子世界. 2018(18)
[5]聚類算法綜述[J]. 王玉晗,羅鄧三郎. 科技資訊. 2018(24)
[6]聚類算法概述與應用[J]. 馬騫. 中國新通信. 2018(14)
[7]電轉(zhuǎn)氣消納新能源與碳捕集電廠碳利用的協(xié)調(diào)優(yōu)化[J]. 周任軍,肖鈞文,唐夏菲,鄭權(quán)國,呂佳,曹俊波. 電力自動化設(shè)備. 2018(07)
[8]電力—天然氣網(wǎng)絡耦合系統(tǒng)研究綜述[J]. 楊自娟,高賜威,趙明. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(16)
[9]Coordinated optimal dispatch and market equilibrium of integrated electric power and natural gas networks with P2G embedded[J]. Zexing CHEN,Yongjun ZHANG,Tianyao JI,Zexiang CAI,Licheng LI,Zhiheng XU. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2018(03)
[10]電-氣互聯(lián)系統(tǒng)中考慮經(jīng)濟性的電轉(zhuǎn)氣工程選址多準則優(yōu)化[J]. 孫亮,杜琳,陳厚合. 太陽能學報. 2018(04)
博士論文
[1]天然氣—電力混合系統(tǒng)分析方法研究[D]. 張義斌.中國電力科學研究院 2005
碩士論文
[1]電-氣互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化運行及其電轉(zhuǎn)氣設(shè)備規(guī)劃研究[D]. 許志恒.華南理工大學 2018
[2]風—天然氣互補發(fā)電模型及天然氣調(diào)度設(shè)計[D]. 張澤昊.北京交通大學 2016
本文編號:3185814
【文章來源】:上海電機學院上海市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 問題的提出
1.2 綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃的意義與目的
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 風電發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 電-氣綜合能源系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3.3 P2G技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 電-氣綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型與潮流分析
2.1 引言
2.2 典型的電-氣綜合能源系統(tǒng)建模
2.2.1 電力網(wǎng)絡模型
2.2.2 天然氣網(wǎng)絡模型
2.2.3 耦合設(shè)備建模
2.2.4 天然氣網(wǎng)潮流方程求解
2.2.5 電-氣綜合能源系統(tǒng)混合潮流模型
2.3 系統(tǒng)耦合對天然氣網(wǎng)運行的影響分析
2.3.1 算例設(shè)置
2.3.2 P2G廠站出力波動對天然氣網(wǎng)節(jié)點氣壓的影響
2.3.3 燃氣輪機耗氣量變化對天然氣網(wǎng)節(jié)點氣壓的影響
2.4 混合能量流模型的有效性分析
2.4.1 算例設(shè)置
2.4.2 混合潮流運算與分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于鴿群算法的風電場與P2G廠站協(xié)同選址規(guī)劃
3.1 引言
3.2 P2G廠站選址規(guī)劃模型
3.2.1 選址規(guī)劃目標函數(shù)
3.2.2 電力系統(tǒng)約束條件
3.2.3 天然氣系統(tǒng)約束條件
3.2.4 風電場和P2G廠站的協(xié)同建設(shè)與運行約束條件
3.3 模型的求解方法
3.3.1 基本鴿群算法
3.3.2 改進的鴿群算法
3.4 算例分析
3.4.1 測試系統(tǒng)說明
3.4.2 測試結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于場景削減的綜合能源系統(tǒng)多目標運行規(guī)劃
4.1 引言
4.2 多目標運行優(yōu)化模型
4.2.1 目標函數(shù)
4.2.2 約束條件
4.3 聚類算法的場景削減合并分析
4.3.1 多場景分析法概述
4.3.2 不確定性模型
4.3.3 聚類算法介紹
4.3.4 基于聚類算法的場景縮減
4.4 算例分析
4.4.1 測試系統(tǒng)說明
4.4.2 測試結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 論文總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]聚類分析算法的分析與評價[J]. 李芝峰,張妍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(07)
[2]基于改進K-means聚類算法的風電場動態(tài)等值[J]. 吳紅斌,何葉,趙波,李鵬,季宇,吳鳴. 太陽能學報. 2018(11)
[3]電-氣-熱一體化混合能源系統(tǒng)研究評述與展望[J]. 鄭展,張勇軍. 廣東電力. 2018(09)
[4]基于改進劃分聚類方法的大數(shù)據(jù)處理算法[J]. 曹碩. 電子世界. 2018(18)
[5]聚類算法綜述[J]. 王玉晗,羅鄧三郎. 科技資訊. 2018(24)
[6]聚類算法概述與應用[J]. 馬騫. 中國新通信. 2018(14)
[7]電轉(zhuǎn)氣消納新能源與碳捕集電廠碳利用的協(xié)調(diào)優(yōu)化[J]. 周任軍,肖鈞文,唐夏菲,鄭權(quán)國,呂佳,曹俊波. 電力自動化設(shè)備. 2018(07)
[8]電力—天然氣網(wǎng)絡耦合系統(tǒng)研究綜述[J]. 楊自娟,高賜威,趙明. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(16)
[9]Coordinated optimal dispatch and market equilibrium of integrated electric power and natural gas networks with P2G embedded[J]. Zexing CHEN,Yongjun ZHANG,Tianyao JI,Zexiang CAI,Licheng LI,Zhiheng XU. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2018(03)
[10]電-氣互聯(lián)系統(tǒng)中考慮經(jīng)濟性的電轉(zhuǎn)氣工程選址多準則優(yōu)化[J]. 孫亮,杜琳,陳厚合. 太陽能學報. 2018(04)
博士論文
[1]天然氣—電力混合系統(tǒng)分析方法研究[D]. 張義斌.中國電力科學研究院 2005
碩士論文
[1]電-氣互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化運行及其電轉(zhuǎn)氣設(shè)備規(guī)劃研究[D]. 許志恒.華南理工大學 2018
[2]風—天然氣互補發(fā)電模型及天然氣調(diào)度設(shè)計[D]. 張澤昊.北京交通大學 2016
本文編號:3185814
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