【摘要】：綜合能源系統(tǒng)(integrated energy system,IES)是指在規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和運行過程中,通過各能源產(chǎn)生、傳輸、分配、轉(zhuǎn)換、存儲和消費等環(huán)節(jié)的優(yōu)化后,所形成的綜合能源一體化系統(tǒng)。綜合能源系統(tǒng)依靠多能協(xié)調(diào)優(yōu)化,實現(xiàn)能源的梯級利用,可以顯著提高能源供應(yīng)的安全性、靈活性、經(jīng)濟性和可靠性。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(combined cooling heating and power system,CCHP)由于其系統(tǒng)調(diào)度的靈活性在近幾年得到了迅速的發(fā)展。本文著力于解決考慮冷熱電聯(lián)供的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃問題,主要包括以下幾點內(nèi)容:首先提出了一種考慮冷熱電聯(lián)供的綜合能源系統(tǒng)模型,基于混合整數(shù)線性規(guī)劃(mixed integer linear programming,MILP)采用多階段規(guī)劃和多場景分析,以CCHP系統(tǒng)為耦合樞紐連接電力、天然氣兩大能源系統(tǒng),模型考慮配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲、燃氣管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲和CCHP系統(tǒng)的選址定容。在模型求解算法方面,本文介紹了割平面法、分支定界法和兩者結(jié)合的Branchcut法,模型最終采用了 Branchcut法,該方法從算法結(jié)構(gòu)上兼具兩者的優(yōu)點。對于綜合能源系統(tǒng)設(shè)備數(shù)學(xué)模型,本文建立了綜合能源系統(tǒng)內(nèi)包括燃氣輪機、燃氣鍋爐、熱回收系統(tǒng)、吸收式制冷系統(tǒng)和電空調(diào)的詳細數(shù)學(xué)模型。其次,對于綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,本文建立了以總投資運行成本最低為優(yōu)化目標的目標函數(shù)和包括電、氣、冷、熱負荷平衡的四部分約束條件以及CCHP系統(tǒng)的建設(shè)運行約束條件。對于綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃算例仿真,本文設(shè)置兩個算例,即考慮冷熱電聯(lián)供的綜合能源系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分供能源系統(tǒng),運用Matlab中的Yalmip工具箱建模并使用Gurobi優(yōu)化器進行模型求解,得到了系統(tǒng)各設(shè)備的選型結(jié)果以及系統(tǒng)總投資運行成本和各設(shè)備的投資運行成本,成本分析表明考慮冷熱電聯(lián)供的綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟性更優(yōu),進而著重分析了從上級電網(wǎng)購電量和從上級氣網(wǎng)購氣量與電價和天然氣價的關(guān)系。本論文所提出的綜合能源系統(tǒng)模型,較好地解決了多能供給聯(lián)合規(guī)劃的優(yōu)化問題,契合國家能源體制改革的大背景,希望本文的工作能夠為綜合能源體系規(guī)劃和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供理論方法與支撐。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM73;TK01

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本文編號：2781012