計及可調(diào)度負(fù)荷的多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行研究
發(fā)布時間:2022-01-26 01:19
能源和環(huán)境問題已成為未來全球可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)因其采用的余熱回收技術(shù)和能源梯級利用原理所帶來的環(huán)境效益受到越來越多的關(guān)注研究。將風(fēng)能、光能等可再生能源接入冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),構(gòu)建多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)多能源優(yōu)勢互補(bǔ),更大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。本文對多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析、系統(tǒng)建模、優(yōu)化運(yùn)行等問題開展了一系列研究,提出了多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化策略,可以綜合考慮系統(tǒng)供能側(cè)和用能側(cè),更好地實(shí)現(xiàn)源、荷匹配,提升系統(tǒng)的性能。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,分析了多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),給出了系統(tǒng)在制冷和制熱兩種工況下的結(jié)構(gòu)和能量流圖,并據(jù)此建立系統(tǒng)能量流模型;分析了系統(tǒng)中不同設(shè)備的工作特性,對系統(tǒng)的核心供能設(shè)備內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組建立了全工況模型,建立了光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)兩種可再生能源供能設(shè)備數(shù)學(xué)模型,給出了補(bǔ)充供能設(shè)備在制冷和制熱兩種模式下的數(shù)學(xué)模型;對智能用電設(shè)備的特性進(jìn)行了分析,建立了基于智能用電裝置啟?刂频目烧{(diào)度電負(fù)荷模型;根據(jù)室內(nèi)外溫度的關(guān)系,建立了基于室內(nèi)溫度控制的可調(diào)度冷、熱負(fù)荷模型,基于以上建立的可調(diào)度電、冷、熱負(fù)荷模型,可以在不...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?2018年世界各國或地區(qū)對一次能源消費(fèi)增長的貢獻(xiàn)??國際能源署(1EA)的數(shù)據(jù)顯示,我國建筑能耗比重在30%左右,建筑負(fù)荷??
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第2章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備建模??2.1引言??良好的結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)確的模型是系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的前提。本章首先介紹了國內(nèi)主要??能源供應(yīng)形式(分供式系統(tǒng)),然后分析了一個Multi-Energy?CCHP系統(tǒng)的主要??結(jié)構(gòu),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的工作原理和制冷、制熱兩種工作模式,分析了系統(tǒng)的冷能、??熱能、電能三種能量流,在此基礎(chǔ)上,針對不同設(shè)備的特性,對系統(tǒng)主要設(shè)備進(jìn)??行建模。最后,利用DR策略,通過對智能電器設(shè)備的啟停時間進(jìn)行控制,建立??可調(diào)度電負(fù)荷模型,利用房屋室內(nèi)外溫度關(guān)系,建立可調(diào)度的冷、熱負(fù)荷模型,??從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多類型負(fù)荷的需求側(cè)管理。??2.2分供式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??目前在中國,分供式(Separated?Production,?SP)系統(tǒng)仍為居民建筑物能源??供應(yīng)的主要形式。在SP系統(tǒng)中,系統(tǒng)所需電能從電網(wǎng)購買,以滿足建筑用戶電??力負(fù)荷需求;用戶所需冷負(fù)荷采用電制冷機(jī)(空調(diào))制冷滿足;鍋爐制熱用以滿??足熱負(fù)荷。本文選。樱邢到y(tǒng)作為本文研究系統(tǒng)和協(xié)同優(yōu)化方法的性能參照系統(tǒng),??通過與SP系統(tǒng)相比,以聯(lián)供系統(tǒng)相較于SP系統(tǒng)性能提升量作為系統(tǒng)考核指標(biāo)。??SP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流圖如圖2-1所示。??電網(wǎng)?一,一?._.|_._._._.卜??電制冷機(jī)????^???1?荷??Fb?Qsp??天然氣???鍋爐?????????????今?1?■?■????燃料流?電力能量流?熱能量流?冷能量流??圖2-1分供式(SP)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和能量流圖??8??
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??(開始)?開始)???*??^??初始化種群?初始化種群??I??i???計算適應(yīng)度<?1?評價種群個體并保留最優(yōu)個體<—???i??? ̄ ̄tz ̄?|選擇、交叉、變異??選擇?????I把父代精^個體加入丨??—±—?丨新#群??交叉?|??評價新種群個體???jr??????變異??*??? ̄ ̄-n?1?刪除最差個體恢復(fù)種群規(guī)模??輸出最優(yōu)個體?輸出最優(yōu)個體??^?I?J?1、??(結(jié)束)?C棘)??圖3-1?GA流程圖?圖3-2精英保留GA流程圖??GA模擬自然界的進(jìn)化過程實(shí)現(xiàn)算法求解。算法首先對可能存在的解尋找合??適的編碼方案,用隨機(jī)數(shù)初始化一個種群,這些編碼代表種群中個體。然后,通??過適應(yīng)性函數(shù)計算個體適應(yīng)度,并判斷是否滿足終止條件,如果滿足,輸出對應(yīng)??的最有個體,求解結(jié)束;如果不滿足終止條件,利用算法中的選擇、交叉、變異??三種進(jìn)化算子,產(chǎn)生新的個體,并計算適應(yīng)度,然后進(jìn)行終止條件的判斷,重復(fù)??上述過程,直至滿足終止準(zhǔn)則,結(jié)束算法。??本文根據(jù)實(shí)際模型求解的需求,選擇精英保留遺傳算法作為本文求解算法,??其算法流程圖如圖3-2所示。精英保留GA在標(biāo)準(zhǔn)的GA中增加“精英保留”策??略,可以在進(jìn)化過程中直接將種群精英個體保留到下一代而不需要經(jīng)過進(jìn)化算子??操作,可以確保算法求解是全局收斂的。??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于需求響應(yīng)的分時電價主從博弈建模與仿真研究[J]. 胡鵬,艾欣,張朔,潘璽安. 電網(wǎng)技術(shù). 2020(02)
[2]多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)容量配置和優(yōu)化運(yùn)行研究現(xiàn)狀[J]. 崔瓊,黃磊,舒杰,王浩,吳昌宏. 新能源進(jìn)展. 2019(03)
[3]國內(nèi)分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 向楠,李鵬,張雪芹,許凱. 科技資訊. 2019(18)
[4]居民用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰激勵機(jī)制及優(yōu)化用電策略研究[J]. 涂京,周明,宋旭帆,欒開寧,李庚銀. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(02)
[5]2018中國建筑能耗研究報告[J]. 建筑. 2019(02)
[6]計及需求側(cè)響應(yīng)和熱/電耦合的微網(wǎng)能源優(yōu)化規(guī)劃[J]. 宋陽陽,王艷松,衣京波. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[7]丹麥分布式能源發(fā)展之路[J]. Preben Maegaard. 風(fēng)能. 2018(07)
[8]分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計理念與方法探析[J]. 任洪波,徐佩佩,吳瓊. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(03)
[9]日本分布式能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及其對中國的啟示[J]. 任洪波,楊濤,吳瓊,高偉俊. 中外能源. 2017(12)
[10]電力市場中的靈活調(diào)節(jié)服務(wù):基本概念、均衡模型與研究方向[J]. 郭鴻業(yè),陳啟鑫,夏清,鄒鵬. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2017(11)
碩士論文
[1]分布式能源集成供能系統(tǒng)研究[D]. 李博彤.華北電力大學(xué)(北京) 2017
本文編號:3609524
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?2018年世界各國或地區(qū)對一次能源消費(fèi)增長的貢獻(xiàn)??國際能源署(1EA)的數(shù)據(jù)顯示,我國建筑能耗比重在30%左右,建筑負(fù)荷??
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第2章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備建模??2.1引言??良好的結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)確的模型是系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的前提。本章首先介紹了國內(nèi)主要??能源供應(yīng)形式(分供式系統(tǒng)),然后分析了一個Multi-Energy?CCHP系統(tǒng)的主要??結(jié)構(gòu),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的工作原理和制冷、制熱兩種工作模式,分析了系統(tǒng)的冷能、??熱能、電能三種能量流,在此基礎(chǔ)上,針對不同設(shè)備的特性,對系統(tǒng)主要設(shè)備進(jìn)??行建模。最后,利用DR策略,通過對智能電器設(shè)備的啟停時間進(jìn)行控制,建立??可調(diào)度電負(fù)荷模型,利用房屋室內(nèi)外溫度關(guān)系,建立可調(diào)度的冷、熱負(fù)荷模型,??從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多類型負(fù)荷的需求側(cè)管理。??2.2分供式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??目前在中國,分供式(Separated?Production,?SP)系統(tǒng)仍為居民建筑物能源??供應(yīng)的主要形式。在SP系統(tǒng)中,系統(tǒng)所需電能從電網(wǎng)購買,以滿足建筑用戶電??力負(fù)荷需求;用戶所需冷負(fù)荷采用電制冷機(jī)(空調(diào))制冷滿足;鍋爐制熱用以滿??足熱負(fù)荷。本文選。樱邢到y(tǒng)作為本文研究系統(tǒng)和協(xié)同優(yōu)化方法的性能參照系統(tǒng),??通過與SP系統(tǒng)相比,以聯(lián)供系統(tǒng)相較于SP系統(tǒng)性能提升量作為系統(tǒng)考核指標(biāo)。??SP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流圖如圖2-1所示。??電網(wǎng)?一,一?._.|_._._._.卜??電制冷機(jī)????^???1?荷??Fb?Qsp??天然氣???鍋爐?????????????今?1?■?■????燃料流?電力能量流?熱能量流?冷能量流??圖2-1分供式(SP)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和能量流圖??8??
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??(開始)?開始)???*??^??初始化種群?初始化種群??I??i???計算適應(yīng)度<?1?評價種群個體并保留最優(yōu)個體<—???i??? ̄ ̄tz ̄?|選擇、交叉、變異??選擇?????I把父代精^個體加入丨??—±—?丨新#群??交叉?|??評價新種群個體???jr??????變異??*??? ̄ ̄-n?1?刪除最差個體恢復(fù)種群規(guī)模??輸出最優(yōu)個體?輸出最優(yōu)個體??^?I?J?1、??(結(jié)束)?C棘)??圖3-1?GA流程圖?圖3-2精英保留GA流程圖??GA模擬自然界的進(jìn)化過程實(shí)現(xiàn)算法求解。算法首先對可能存在的解尋找合??適的編碼方案,用隨機(jī)數(shù)初始化一個種群,這些編碼代表種群中個體。然后,通??過適應(yīng)性函數(shù)計算個體適應(yīng)度,并判斷是否滿足終止條件,如果滿足,輸出對應(yīng)??的最有個體,求解結(jié)束;如果不滿足終止條件,利用算法中的選擇、交叉、變異??三種進(jìn)化算子,產(chǎn)生新的個體,并計算適應(yīng)度,然后進(jìn)行終止條件的判斷,重復(fù)??上述過程,直至滿足終止準(zhǔn)則,結(jié)束算法。??本文根據(jù)實(shí)際模型求解的需求,選擇精英保留遺傳算法作為本文求解算法,??其算法流程圖如圖3-2所示。精英保留GA在標(biāo)準(zhǔn)的GA中增加“精英保留”策??略,可以在進(jìn)化過程中直接將種群精英個體保留到下一代而不需要經(jīng)過進(jìn)化算子??操作,可以確保算法求解是全局收斂的。??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于需求響應(yīng)的分時電價主從博弈建模與仿真研究[J]. 胡鵬,艾欣,張朔,潘璽安. 電網(wǎng)技術(shù). 2020(02)
[2]多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)容量配置和優(yōu)化運(yùn)行研究現(xiàn)狀[J]. 崔瓊,黃磊,舒杰,王浩,吳昌宏. 新能源進(jìn)展. 2019(03)
[3]國內(nèi)分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 向楠,李鵬,張雪芹,許凱. 科技資訊. 2019(18)
[4]居民用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰激勵機(jī)制及優(yōu)化用電策略研究[J]. 涂京,周明,宋旭帆,欒開寧,李庚銀. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(02)
[5]2018中國建筑能耗研究報告[J]. 建筑. 2019(02)
[6]計及需求側(cè)響應(yīng)和熱/電耦合的微網(wǎng)能源優(yōu)化規(guī)劃[J]. 宋陽陽,王艷松,衣京波. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[7]丹麥分布式能源發(fā)展之路[J]. Preben Maegaard. 風(fēng)能. 2018(07)
[8]分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計理念與方法探析[J]. 任洪波,徐佩佩,吳瓊. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(03)
[9]日本分布式能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及其對中國的啟示[J]. 任洪波,楊濤,吳瓊,高偉俊. 中外能源. 2017(12)
[10]電力市場中的靈活調(diào)節(jié)服務(wù):基本概念、均衡模型與研究方向[J]. 郭鴻業(yè),陳啟鑫,夏清,鄒鵬. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2017(11)
碩士論文
[1]分布式能源集成供能系統(tǒng)研究[D]. 李博彤.華北電力大學(xué)(北京) 2017
本文編號:3609524
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