本文關鍵詞：個體為本的綜合能源系統(tǒng)建模及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當今社會乃至未來幾十年,化石能源供應趨勢日益加緊,能源安全問題頻頻出現(xiàn),碳排放壓力不斷增加,迫切需要實現(xiàn)能源結構的多元化發(fā)展,提高能源綜合利用效率,減少能源浪費,確保人類社會能源的可持續(xù)發(fā)展�？紤]到石油、煤、天然氣、水務、氣象、交通、工業(yè)、建筑等行業(yè)與電力系統(tǒng)之間的耦合互動關系,為了實現(xiàn)冷、熱、電、氣、太陽能等多能源品種的協(xié)調互補和集成優(yōu)化,本文從全盤的整體觀點出發(fā)創(chuàng)建一個集成電力網(wǎng)絡、天然氣網(wǎng)絡、分布式能源站和熱水管網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng),并提出個體為本的復雜系統(tǒng)建模方法對其進行建模和仿真分析,在探討綜合能源系統(tǒng)內部不同能源子網(wǎng)絡交互行為的同時驗證了個體建模方法在綜合能源系統(tǒng)研究中的適用性。首先,借鑒生態(tài)領域中的“個體”思想和分布式人工智能領域中的多Agent系統(tǒng)技術,提出個體為本的復雜系統(tǒng)建模方法。在探討“個體”與“交互”等重要概念的基礎上定義了“個體模型”和“系統(tǒng)模型”并用形式化語言對其進行描述。同時,本文還介紹了個體的計算機模型,用Agent來模擬個體的特性和行為。其次,為了驗證個體為本的復雜系統(tǒng)建模方法的正確性及其在綜合能源系統(tǒng)研究中的適用性,我們先應用這種方法對對某小型熱水系統(tǒng)進行建模,將系統(tǒng)內部的太陽能加熱器、燃氣鍋爐、電熱水鍋爐、供水管道、回水管道以及用戶熱負荷分別用不同的個體來描述,并運用Swarm for Java和Matlab軟件工具對個體之間的協(xié)商交互策略進行仿真,實現(xiàn)了該熱水系統(tǒng)的優(yōu)化運行。仿真結果和采用常規(guī)數(shù)學建模方法所得的結果幾乎一致,從而驗證了個體建模方法的正確性和適用性。進一步,本文構建了一個涵蓋電力網(wǎng)絡、天然氣網(wǎng)絡、分布式能源站和熱水管網(wǎng)的的綜合能源系統(tǒng)。其中,分布式能源站由燃氣輪機、太陽能集熱系統(tǒng)、地源熱泵、吸收式熱泵和電熱水鍋爐組成,在回收燃氣輪機排煙余熱的同時集合了太陽能和地熱資源,實現(xiàn)了多能源品種的有機互補和能量的梯級利用。在詳細介紹系統(tǒng)內部不同能源子網(wǎng)絡和關鍵設備的工作原理、物理模型和數(shù)學模型之后,本文采用所提的個體為本復雜系統(tǒng)建模方法對綜合能源系統(tǒng)進行建模,將其劃分為電力系統(tǒng)個體ΣELE、天然氣系統(tǒng)個體ΣGAS、分布式能源站個體ΣDES和熱水管網(wǎng)個體ΣHNET等4個高級個體和若干低級個體,并詳細分析了它們的形式化表達和內部具體模型。最后,根據(jù)用戶終端的電、熱、氣需求,在全面考慮熱水管網(wǎng)熱損、循環(huán)水泵電耗、電價和氣價的情況下,根據(jù)不同時段的不同情況對電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、分布式能源站、熱水管網(wǎng)進行了自主計算、局部優(yōu)化、綜合優(yōu)化和并列優(yōu)化。其中,以能耗費用最小為目標對分布式能源站和熱水管網(wǎng)進行綜合優(yōu)化計算,從而確定分布式能源站的購電量和購氣量;天然氣系統(tǒng)則以管網(wǎng)運行能耗最小為目標優(yōu)化天然氣管網(wǎng)流量和壓力,電力系統(tǒng)以燃料費用最小為目標進行最優(yōu)潮流計算。實驗仿真結果體現(xiàn)了“溫度對口、梯級利用”原則對提高能量利用效率的重要意義,反映了綜合能源系統(tǒng)內部不同能源子網(wǎng)絡之間的相互影響和交互行為,為后續(xù)綜合能源系統(tǒng)的研究奠定基礎。
【關鍵詞】：綜合能源系統(tǒng) 個體建模 電力子網(wǎng)絡 天然氣子網(wǎng)絡 分布式能源站 熱水管網(wǎng)
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK01
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究動態(tài)12-16
• 1.2.1 各國綜合能源系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略分析12-14
• 1.2.2 綜合能源系統(tǒng)建模仿真研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 現(xiàn)有研究總結16
• 1.3 研究方案16-19
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 擬解決的關鍵問題17-18
• 1.3.3 研究技術路線18-19
• 第二章 個體為本的復雜系統(tǒng)建模方法19-27
• 2.1 復雜系統(tǒng)建模技術19-20
• 2.2 個體為本的復雜系統(tǒng)建模方法20-23
• 2.3 個體模型的計算機實現(xiàn)23-24
• 2.4 個體為本的復雜系統(tǒng)建模方法在綜合能源系統(tǒng)建模中的適用性24-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 個體為本的小型熱水系統(tǒng)建模及仿真27-37
• 3.1 系統(tǒng)概況27
• 3.2 建模過程27-33
• 3.3 仿真實驗及結果分析33-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 綜合能源系統(tǒng)物理模型的建立37-57
• 4.1 綜合能源系統(tǒng)37-38
• 4.2 用戶負荷38-39
• 4.3 電力網(wǎng)絡39-42
• 4.4 天然氣網(wǎng)絡42-44
• 4.5 分布式能源系統(tǒng)44-56
• 4.5.1 分布式能源站44-51
• 4.5.2 熱水管網(wǎng)51-56
• 4.6 本章小結56-57
• 第五章 個體為本的綜合能源系統(tǒng)建模及其仿真實驗57-79
• 5.1 個體的劃分及其關系57-58
• 5.2 個體為本的綜合能源系統(tǒng)建模58-63
• 5.2.1 電力系統(tǒng)個體模型59
• 5.2.2 天然氣系統(tǒng)個體模型59-60
• 5.2.3 分布式能源站個體模型60-61
• 5.2.4 熱水管網(wǎng)個體模型61-62
• 5.2.5 用戶個體模型62-63
• 5.2.6 關系模型63
• 5.3 個體為本的綜合能源系統(tǒng)仿真實驗63-77
• 5.3.1 仿真實驗設計63-65
• 5.3.2 ΣELE個體的優(yōu)化模型65-66
• 5.3.3 ΣGAS個體的優(yōu)化模型66-67
• 5.3.4 分布式能源站和熱水管網(wǎng)的綜合優(yōu)化模型67-69
• 5.3.5 算法選擇69-70
• 5.3.6 仿真參數(shù)設置70
• 5.3.7 仿真結果及分析70-77
• 5.4 本章小結77-79
• 第六章 結論與展望79-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王明俊;;智能電網(wǎng)與智能能源網(wǎng)[J];電網(wǎng)技術;2010年10期

2 張江紅;孟憲朋;劉懷東;陳昊;陳方正;;最優(yōu)潮流算法綜述[J];華北電力技術;2010年07期

3 萬黎,袁榮湘;最優(yōu)潮流算法綜述[J];繼電器;2005年11期

4 王宇航,陳友明,伍佳鴻,彭建國;地源熱泵的研究與應用[J];建筑熱能通風空調;2004年04期

5 馮紅英;;關于地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟分析[J];內蒙古科技與經(jīng)濟;2008年19期

6 張翠珍;楊茉;盧玫;;熱電冷聯(lián)產(chǎn)中溴化鋰制冷-熱泵系統(tǒng)設計與性能分析[J];太陽能學報;2011年12期

7 王成山;洪博文;郭力;張德舉;劉文建;;冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)優(yōu)化調度通用建模方法[J];中國電機工程學報;2013年31期

  本文關鍵詞：個體為本的綜合能源系統(tǒng)建模及仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：362647