【摘要】：綜合能源系統(tǒng)能夠?qū)⒑欣�、熱、電、氣的多能源系統(tǒng)通過(guò)多能耦合與協(xié)調(diào)、需求響應(yīng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)有機(jī)的整體,從而減少系統(tǒng)因?yàn)橛媚芊骞蓉?fù)荷差造成的巨大的能源浪費(fèi)與設(shè)備容量浪費(fèi),最終提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率、設(shè)備利用效率、經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合效益最大化。綜合能源系統(tǒng)正成為未來(lái)能源系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要研究方向。綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃用于指導(dǎo)綜合能源系統(tǒng)的配置和設(shè)計(jì)施工,奠定了整個(gè)綜合能源系統(tǒng)研究中涉及到的運(yùn)行、控制,是綜合能源系統(tǒng)的研究中基礎(chǔ)的部分,有著至關(guān)重要的作用。綜合能源系統(tǒng)由綜合能源站、分布式供能站、供能管網(wǎng)等構(gòu)成,其中綜合能源站可以集中供應(yīng)各類冷、熱、電負(fù)荷,處于核心地位。綜合能源站規(guī)劃涉及供冷、供熱、供電、供氣等各類能源轉(zhuǎn)換設(shè)備容量配置的優(yōu)化和選址優(yōu)化,在本文中選擇綜合能源站設(shè)備容量配置優(yōu)化作為研究對(duì)象。研究重點(diǎn)為多能源轉(zhuǎn)換設(shè)備之間額協(xié)同運(yùn)行策略以及與儲(chǔ)能的聯(lián)合規(guī)劃。一個(gè)典型的綜合能源站通常包含有電動(dòng)熱泵、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、抽凝式汽輪機(jī)、電熱鍋爐等供能設(shè)備;蓄冷、蓄熱、蓄電等蓄能設(shè)備;以及風(fēng)、光等可再生能源發(fā)電。對(duì)于綜合能源站規(guī)劃分為下層各設(shè)備運(yùn)行策略優(yōu)化與上層設(shè)備容量配置優(yōu)化。對(duì)于下層設(shè)備運(yùn)行策略優(yōu)化,重點(diǎn)研究多能協(xié)同運(yùn)行策略建模以及儲(chǔ)能運(yùn)行策略建模。首先需要建立各能源設(shè)備的模型以及能源轉(zhuǎn)換之間的效率關(guān)系;隨后建立各設(shè)備運(yùn)行的約束方程,包括實(shí)時(shí)冷、熱、電、氣等能源的功率平衡約束方程以及含儲(chǔ)能的在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的由實(shí)時(shí)功率平衡方程積分得到的能量平衡方程。接著以整個(gè)系統(tǒng)為主體,建立各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行待優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)�？紤]到各個(gè)設(shè)備實(shí)時(shí)功率約束(容量約束及其它約束),進(jìn)行優(yōu)化求解,為了提高求解速度,需要將各約束進(jìn)行線性化處理。對(duì)于上層優(yōu)化,需要給出待優(yōu)化的各個(gè)設(shè)備容量變化的范圍作為約束條件,并考慮到系統(tǒng)整體對(duì)于結(jié)果上諸如系統(tǒng)年運(yùn)行效率等約束條件,再以全生命周期成本作為目標(biāo)建立待優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),最終進(jìn)行采用粒子群算法進(jìn)行該非線性過(guò)程的優(yōu)化。通過(guò)下層優(yōu)化和上層優(yōu)化之間多次迭代過(guò)程,得到優(yōu)化后的結(jié)果。最后以一個(gè)算例的形式給出了綜合能源站儲(chǔ)能、多能協(xié)同設(shè)備容量規(guī)劃過(guò)程、結(jié)果與分析。分析結(jié)果表明,綜合能源站通過(guò)儲(chǔ)能、多能協(xié)同可以有效利用分時(shí)電價(jià)、減少谷電時(shí)期的能源浪費(fèi)、削減峰谷負(fù)荷差,提高了整個(gè)能源系統(tǒng)的設(shè)備利用率、一次能源利用效率和整體經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK01

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2626834