多能量枢纽联合运行的(火用)损最小化分布式优化调度

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:aqwww8
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随着环境、能源等问题的日益紧张,以及负荷需求的不断增加,提高能源利用效率的研究越来越受到重视。以往传统能源网络中,电能、热能、冷能、光伏等可再生能源以及天然气系统等在设计、规划、运营等层面都是相互独立的。各能源(能量)间单独规划运行引起的信息互动不足及运行方式单一受限等问题,在很大程度上导致了能源利用效率低下,造成不必要的能源浪费。能量枢纽(Energy Hub,EH)是能源转化供应过程中的重要环节,其集成了天然气、冷、热、电等多种能源形式能够有效提高能源利用效率。本文研究了同一配网下多社区级能量枢纽的协同运行优化问题。通过将(?)(exergy)这一热力学参数引入多能量枢纽联合运行的优化调度中,获得了能量枢纽中所涉及的不同能量、能源的(?)值。从能量枢纽的(?)损最低模型出发,能够更直观的表示能量枢纽的能量损耗。以(?)损最低为目标,对多能量枢纽的联合运行调度进行优化。冷热电联产系统(Combined Cooling,Heating and Power Generation,CCHP)是能量枢纽的重要组成部分,其可以同时为负荷提供电量、热量供应。但其热电比一定的生产特性使其在运行时受负荷需求的限制。本文提出多社区级能量枢纽的联合运行调度,各能量枢纽间可以通过电量、热量等能量交换,使其重要组成部分选择更灵活的运行方式,减少系统在生产转化供应及传输过程中的(?)损。考虑到不同子区域的社区级能量枢纽由不同运营商进行管理,本文采用基于交替方向乘子法(Alternating Direction Meth-od of Multipliers,ADMM)算法的分布式优化算法进行优化求解。在能量枢纽间仅需要交换期望交换电功率与期望交换热功率的基础上,在完成迭代求解的同时,更好的保护了各个社区级能量枢纽的隐私。以同一配网下的3个社区级能量枢纽为算例,对本文所提出的多能量枢纽联合运行的(?)损最低分布式优化调度方法进行了验证。算例结果表明ADMM算法在求解本文所提出的模型时具有良好的性能;通过与其他能量枢纽进行电热交换,CHP机组运行方式不再局限于“以热定电(FTL)”或“以电定热(FEL)”。通过对模型的迭代求解,CHP机组可以更灵活的选择运行点,进而进行更合理的优化调度,降低(?)损。通过与以成本最低为目标进行优化调度模型的(?)损结果对比,表明了本文所提方法可以进一步降低能量损耗;对比集中式优化求解方法与分布式优化求解方法的结果,验证了本文分布式优化调度求解方法的有效性和合理性。
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