電力網(wǎng)與天然氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度研究

2.6萬字 54頁 原創(chuàng)作品已通過查重系統(tǒng)

摘 要
化石能源的廣泛使用導(dǎo)致環(huán)境問題日益突出以及化石能源逐漸枯竭，傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展模式難以持續(xù)，亟需建立更加高效、環(huán)保和可持續(xù)型的能源利用模式，能源互聯(lián)網(wǎng)(Energy Internet EI)應(yīng)運(yùn)而生。
能源互聯(lián)網(wǎng)促使多種能源形式和能源系統(tǒng)的聯(lián)系更加緊密，并考慮了經(jīng)濟(jì)性影響。能源中心(energy hub EH)，作為多種能源形式的中間媒介，為能源互聯(lián)網(wǎng)的研究提供了通用的模型架構(gòu)。能源中心輸入端連接多種能源的供應(yīng)，輸出端連接多種能源的消費(fèi)，不同能源形式在其間相互轉(zhuǎn)化，為能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度提供了可能性。天然氣具有成本低、儲(chǔ)量豐富等諸多優(yōu)勢(shì)，在能源互聯(lián)網(wǎng)中占據(jù)著重要地位。本文即研究了以電氣混聯(lián)能源系統(tǒng)為代表的能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題。
最優(yōu)潮流(optimal power flow OPF)是典型的非線性規(guī)劃問題，其具有很強(qiáng)的約束條件處理能力，能夠在模型中引入凡是能表示成狀態(tài)變量或控制變量函數(shù)的各種等式、不等式約束，并能夠?qū)⒛茉聪到y(tǒng)對(duì)于安全性、經(jīng)濟(jì)性以及能源質(zhì)量三方面的要求完美地統(tǒng)一起來。OPF為能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度提供了一種可行的途徑。
近年來，原-對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法(primal-dual interior point method，PDIPM)由于具有收斂性好、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文即采用PDIPM對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行研究。
本文首先介紹了電力網(wǎng)的最優(yōu)潮流問題，并通過仿真驗(yàn)證了優(yōu)化效果；接著研究了天然氣網(wǎng)的潮流；最后將電力網(wǎng)和天然氣網(wǎng)通過能源中心耦合，計(jì)及電力網(wǎng)和天然氣網(wǎng)各自的運(yùn)行約束，研究了電力網(wǎng)與天然氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度問題，算例仿真結(jié)果表明電氣混聯(lián)能源系統(tǒng)綜合優(yōu)化效果優(yōu)于各自系統(tǒng)的獨(dú)立優(yōu)化。


關(guān)鍵詞：電力網(wǎng)；天然氣網(wǎng)；能源互聯(lián)網(wǎng)；最優(yōu)潮流；內(nèi)點(diǎn)法