一种计及多能源应用的天然气电气互联网络最优能源管理方法

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 2次 | 上传用户:hxhbj2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着能源互联网的发展,出现了越来越多的跨能源领域的多能源应用新技术,他们的出现使得不同能源网络间的耦合日渐紧密,通过多种能源间的协调互补综合利用,能源系统的整体经济性,灵活性和能源利用效率都得到了显著改善。多能互补不仅是能源互联网的本质特征,也是发挥能源互联网各项优势的必要途径。为了促进多种能源间的协调互补,改善能源系统的运行性能和对可再生能源的消纳能力,必须充分发挥多能源应用灵活高效的优势,这就要求对多能源应用进行能源管理,并且要将多能源应用的能源管理问题放在能源网络互联的大背景下进行综合考量,在此基础上制定综合的能源管理方案。否则,多能源应用与多能源应用之间,多能源应用与能源网络间可能会出现无序运行,不仅不能促进多能互补,阻碍能源互联网优势的发挥,反而可能会恶化整个能源网络的运行性能。
  此外,多能互补也要求不同能源网络间的协调运行,现有天然气电气互联网络能源管理研究往往默认电气网络对天然气的需求实时刻刻都能被满足,比如燃气轮机突然改变出力,然而天然气网络与电气网络间的相互消纳能力是有限的,天然气网络并不能无限制地满足电气网络的需要。实际上,天然气网络的调度周期远长于电气网络,包括燃气轮机和冷、热、电三联产设施在内的燃气机组运行模式的切换导致的天然气网络负荷的突变都必须依靠天然气管网中的储气备用来消纳。由此,在制定天然气电气互联网络的能源管理方案时,必须要将天然气管网中的储气备用纳入考量。否则,不仅多能源应用可能由于无法正常运行而破坏多能互补进程,燃气轮机也可能由于储气备用不足而无法为电力系统提供旋转备用,从而严重威胁电气网络的安全稳定。
  为了促进天然气电气互联网络安全高效地多能互补,以改善能源系统的运行性能和对可再生能源的消纳,必须要协调好能源网络与能源网络,能源网络与多能源应用,多能源应用功能与多能源应用功能之间的协调关系,为此,文本具体做了以下工作:
  (1)基于能量耦合关系矩阵和能量分配系数搭建了冷、热、电三联产设施的能源管理模型,并基于该模型通过算例探索了三联产设施灵活的运行模式对电气网络,天然气网络的影响。接着探索了包括三联产设施,P2H/G2P设施,和需求管理下的电动汽车充电负荷,这些多能源应用在改善能源互联网运行性能方面的巨大潜力,尤其是在改善能源系统对可再生能源的消纳方面,并通过算例说明了这些多能源应用有序运行的重要性。
  (2)结合天然气管网稳态潮流模型和天然气管网储气模型,推导了天然气管网储气备用模型,并基于此探索了天然气管网对电气网络运行模式变化造成天然气潮流不平衡量的消纳机理,分别定义了正储气备用和负储气备用量化了天然气管网的消纳能力限制。接着就燃气轮机机组利用储气备用消纳电网中的潮流不平衡进行了分情况讨论,并形成了天然气管网储气备用的管理模型。
  (3)为了实现能源网络互联的优势,必须促进天然气电气互联网中多种能源协调互补,为此就必须协调好能源网络与能源网络,多能源应用与多能源应用,多能源应用与能源网络之间的关系。由此,本文在传统电气网络经济调度模型的基础上,将多能源应用的能源管理模型,包括冷、热、电三联产设施,P2H/G2P设施的能源管理模型,和电动汽车的需求侧管理模型,以及考虑了管网储气备用管理的天然气网络能源管理模型一同纳入考量,提出了一个计及多种多能源应用的天然气电气互联网络最优能源管理方法。
  本文提出的最优能源管理方法能够服务于能源互联网的能源管理,并有望进一步丰富能源互联网络运行的相关理论体系和应用框架。
其他文献
酱油作为日常生活中最常见的调味品,在我国以及东南亚地区有着悠久的使用历史。随着酱油产量的不断提高,如何处理酱油生产过程中的副产物-酱油渣也成为摆在人们面前的一个难题。酱油渣中富含水(40-70%),盐(5-15%)以及其他可被再利用的组分如油脂,粗蛋白等。目前,酱油渣主要用于生产饲料、鲜味剂等低附加值产物。酱油渣的高含盐量和缺乏深加工技术是制约酱油渣得到高值化利用的两大因素。为解决这些问题,本文采
学位
太阳能光电化学(PEC)水分解制氢技术,能够将太阳能有效地转换和存储为清洁、可再生的氢能,是理想的太阳能储存方式。III族氮化物GaN及其合金InGaN纳米柱带隙在0.65~3.4 eV内连续可调,有望实现对几乎整个太阳光谱的利用,是理想的光电极材料,在太阳能PEC水分解领域具有巨大的应用潜力。尽管InGaN纳米柱的PEC解水应用研究得到了人们广泛的关注,目前仍存在以下几方面的问题,制约着其PEC
学位
可持续发展战略已成为全球性共识,合理开发和利用自然界可再生生物质资源日益引人注目。纤维素和甲壳素是地球上最丰富的生物质资源,属于碳水聚合物,统称为天然聚多糖。它们具有安全、无毒、生物相容和生物降解等特点。因此,天然聚多糖材料备受青睐,在污水处理、食品农业、组织工程、纺织加工等领域展现出巨大的应用前景。但是,天然聚多糖材料在实际应用中却受制于较弱的力学性能。近年,聚多糖材料的力学强度通过纳米填充、化
学位
在目前的能源结构中,不可再生的化石能源仍然占据主导地位,所导致的环境污染与气候变暖等问题给人类社会生活带来了极大的危害。发展清洁可再生的新能源是解决这一问题的关键。氢气作为一种有效的能量载体,被认为是可以替代传统化石燃料的新能源,其中基于水的电解水产氢引起了科学界的广泛关注。氢析出(Hydrogen Evolution Reaction,HER)和氧析出(Oxygen Evolution Reac
刺梨(Rose roxburghii Tratt)又名文先果、送春归,是蔷薇科蔷薇属落叶灌木,主要生长于我国西南山区,特别在贵州地区分布最为广泛。刺梨果实富含黄酮、多糖、维生素、超氧化物歧化酶和有机酸等营养元素,传统医学也用于治疗糖尿病、癌症、积食腹胀、高血脂、高血压和维生素C缺乏症等,是一种典型的药食同源的水果。多糖作为刺梨最主要的活性成分之一,但目前关于刺梨多糖的结构特征、降血糖活性、作用机理
学位
荧光共振能量转移(FRET)被喻为纳米尺度的“光学分子尺”,是一种重要的均相荧光分析技术,具有简单快速、灵敏度高等优势,已被广泛应用于核酸杂交、免疫分析、生物大分子之间相互作用等生物医学分析领域。然而,传统的基于单光子激发的FRET技术存在一些缺陷。譬如,其激发光波长通常位于紫外或可见光区,使得检测体系易受到来自生物样本散射光和自发荧光的干扰。另外,当能量供受体的激发光谱具有一定程度的重叠时,在能
学位
手性醇是一类重要的有机合成中间体,被广泛地应用于药物、农药、天然产物等生物活性分子的合成。从原子经济性来讲,前手性酮的不对称氢化反应是制备光学活性手性醇分子的最佳方法之一。自Noyori崔化剂报道以来,过渡金属催化酮的不对称氢化反应取得了长足的发展,并成功地应用于手性药物和重要中间体的工业制备,这足以说明这一反应的重要性。Ru催化体系在酮的不对称氢化领域占据主导地位,通常需要使用预先制备好的催化剂
学位
高速旋转叶片是航空、石化、舰船、电力等行业旋转设备的关键部件,其运行状态直接决定着整个系统的安全性与稳定性,如何对其进行在线监测及诊断一直是一个行业挑战。叶尖定时技术因其非接触性、监测全面性、成本低等优势成为最具发展前景的旋转叶片监测手段。而目前叶尖定时技术因其存在的若干技术和科学问题(强噪声干扰下如何准确提取叶尖定时信号、如何对欠采样叶尖定时信号进行分析与信息提取、变转速下如何进行叶片振动数据监
学位
热电联产是实现能源高效利用与污染物集中控制的重要技术,其发展关注点也呈现高效,环保,供热扩容和负荷灵活性等多元化特点。相较成熟的抽凝热电联产技术,高背压余热供热技术的节能潜力、适用范围与性能优化等尚待深入研究,为其更好地应用于工程实践奠定理论基础。本文对大型燃煤高背压热电联产机组展开适用性研究,研究内容主要包括三个层面。首先通过与传统燃煤抽汽凝汽式热电联产机组的对比,开展高背压机组的热力学特性研究
学位
电力系统次同步振荡(Sub Synchronous Oscillation,SSO)是电力系统稳定性研究的经典问题之一。随着大规模新能源的接入,传统电力系统SSO问题呈现出新的形式。本文从风光火多源并网系统建模和分析方法、振荡机理和特性、次同步交互作用以及振荡抑制措施等4个方面,由单源到多源,研究了多源并网系统SSO的相关问题。  本文提出了适用于多源系统SSO分析的图形化建模方法以及基于图形化状
学位