多能互补分布式能源系统优化研究

作     者：王文浩 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁志瑞;朱青

授予年度：2019年

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：多能互补 分布式能源系统 多目标优化 最优运行策略 混合优化算法 

摘      要：自21世纪以来,人类对石油、煤炭等化石能源的过渡使用,在创造了丰富物质生活的同时,也造成了大量的污染排放和能源浪费。近年来,作为能源发展方向之一的分布式能源系统受到了大家广泛的关注。但由于分布式能源系统存在着能量来源单一、设备容量设计不合理等问题,在一定程度上限制了分布式能源系统的发展。因此,对含有新能源出力的多能互补分布式能源系统的设备容量进行优化研究,具有显著的工程价值和现实意义。为了实现节能减排,提高能源的使用效率,设计了一种集成有风机、光伏和分布式能源系统的多能互补分布式能源系统。建立了光伏发电、风力发电、燃气轮机等数学模型,并以分供系统为参照对象,考虑风光出力对系统的影响以及分时电价和光伏国补等对经济性的影响,构建了由年能源节约率、年总费用节约率、年温室气体减排率组成的综合运行指标。提出了一种考虑风光出力的燃气轮机最优运行策略,通过粒子群-遗传混合优化算法(PSO-GA),对该能源系统中燃气轮机容量、电制冷比、风机和光伏容量进行优化。最后,基于综合运行指标建立的多能互补分布式能源系统优化模型,以江苏泰兴虹桥工业园区为例,得到了综合运行指标最优时的系统配置方案,同时通过结果对比可知,系统以最优运行策略的原则运行时,相对传统的以热定电、以电定热运行方式,可有效降低系统的年能源消耗量、年总费用、年CO排放,同时可提高系统的综合性能。混合优化算法相对传统粒子群算法可避免陷入局部最优和取得更好的综合运行指标值。