含储能的社区级分布式能源系统站网联合规划研究

作     者：张玲 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王智;张时聪

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：分布式能源 楼宇型 区域型 共享储能 站网规划 近零能耗社区 

摘      要：分布式能源系统(Distributed Energy System,DES)可以根据用户的各种能源需求灵活地布置在建筑物周围,实现能源梯级利用,具有高效、可靠、经济、环保等优势。能量流和信息流高度融合的机制使其成为能源领域未来发展的新方向,对实现能源利用方式绿色转型、实现2030年“碳峰值和2060年“碳中和具有重要的作用。然而分布式能源系统内部设备种类繁多,能量流耦合的多样性使得规划问题复杂度提高,为解决能源站系统配置及站间能量调度管理的问题,进行了基于共享储能的区域型分布式能源系统站网联合规划方法研究。此外,随着建筑能耗比例的不断增加,近零能耗建筑也成为世界各国建筑节能领域未来发展的新方向。以近零能耗社区为研究对象,建立了楼宇型分布式能源系统优化模型,采用维诺图和综合能源负荷矩交替迭代的方法,确定能源站选址及所辖供能区域;结合站内各类能源设备运行特点,基于“以电定热(FEL)和“以热定电(FTL)两种基本运行策略,开展站内能源系统设备容量优化研究,得到系统最佳运行模式;运用人工智能算法,在满足每个负荷节点中各类型负荷需求的前提下,对能源站内电力管线和热力管线进行路径规划,使得网络建设费用最低。在楼宇型系统优化模型的基础上,增加了能量输送网络,从整体布局的角度,考虑到区域负荷特性、站内系统运行策略和站间管线联通互补,建立了以最小成本为目标的区域分布式能源系统站网布局规划模型。对典型日下的运行结果进行了逐时分析,结果表明:通过能源互联管线使多个区域成为一个整体,统一规划调度,加强冷、热、电各种能源网络之间的联系,提高系统整体经济效益。考虑不同能源站之间负荷的非同时性、盈余能量的互补性,以年总成本最小为目标,基于“共享经济理念,建立共享储能电站的社区级分布式能源系统。采用遗传算法优化了储能设备的容量、位置及充放电功率,确定了储能系统的容量配置及能量日前调度模型,验证了共享模式的经济性。