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考虑源荷双重不确定性的综合能源系统规划优化

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西安工程大学学报 2024年

作者：李爱武邸亮董杰田喆王一牛纪德龙源(北京)新能源工程设计研究院有限公司天津大学环境科学与工程学院天津大学天津市建筑环境与能源重点实验室

综合能源系统设计过程会面临可再生能源发电与能源需求的不确定性,以确定性方法进行设计时会引入次优决策的风险。为此,本文提出了一种考虑源荷双重不确定性的综合能源系统高效规划优化模型。首先,使用蒙特卡洛仿真模拟的方法生成了大... 详细信息

综合能源系统设计过程会面临可再生能源发电与能源需求的不确定性,以确定性方法进行设计时会引入次优决策的风险。为此,本文提出了一种考虑源荷双重不确定性的综合能源系统高效规划优化模型。首先,使用蒙特卡洛仿真模拟的方法生成了大量的原始随机场景集,在考虑边界条件不确定性的前提下,为了确保随机规划模型可解,对原始随机年场景进行了典型年及典型日的双重缩减。其次,为了验证基于缩减场景所得方案的有效性,以某工业园区的综合能源系统为案例,将随机规划方案代入原始随机场景集,进行生产模拟,测试了随机规划模型有效性。结果表明:典型日边界充分考虑了原始设计边界的不确定性,并且能够保证随机规划模型可解;与确定性优化模型相比,随机优化模型产生更为保守的方案,对可再生能源的配置更少,更多地依赖常规能源及电网;同时生产模拟的结果表明,随机规划方法在经济性上更具优势,其规划方案的等年值费用较确定性规划方案降低2.02%。

关键词：综合能源系统不确定性随机规划场景缩减

基于傅里叶变换的多联机空调负荷提取及预测方法

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暖通空调 2024年第5期54卷 53-57页

作者：宋文杰林欣怡张恒田喆牛纪德夏兴祥车闫瑾天津大学天津青岛海信日立空调系统有限公司青岛

多联机空调实际制冷量通常不等同于房间真实的空调负荷需求,导致基于数据驱动的负荷预测模型的预测效果往往较差。本文提出了一种基于傅里叶变换的从实际制冷量数据中提取空调真实负荷数据的方法。案例预测结果表明,该方法能够有效提取... 详细信息

多联机空调实际制冷量通常不等同于房间真实的空调负荷需求,导致基于数据驱动的负荷预测模型的预测效果往往较差。本文提出了一种基于傅里叶变换的从实际制冷量数据中提取空调真实负荷数据的方法。案例预测结果表明,该方法能够有效提取空调负荷数据,并能将基于人工神经网络的超短期空调负荷预测模型精度提升10.94%。

关键词：多联机空调制冷量负荷预测数据驱动傅里叶变换

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基于状态估计的供热管网数据质量提升方法

科技与创新 2024年第2期 38-41页

作者：刘航池田喆牛纪德 61905部队辽宁沈阳110000 天津大学天津300000

在供热管网整个运行监测过程中,其测量的大量数据往往会出现误差等问题,大大削弱了测量数据的能用性。基于供热管网的基础数学模型,将供水和回水时间差产生的温度时滞效应融入模型,利用供热管网测量数据之间的数学关联及冗余,采用状态... 详细信息

在供热管网整个运行监测过程中,其测量的大量数据往往会出现误差等问题,大大削弱了测量数据的能用性。基于供热管网的基础数学模型,将供水和回水时间差产生的温度时滞效应融入模型,利用供热管网测量数据之间的数学关联及冗余,采用状态估计法,改善供热管网的测量数据,并在此基础上,对计算机的复杂运算进行简化,缩短运算时间。为了验证该方法的可行性,进行蒙特卡洛仿真实验,将小偏差加入准确数据中,进行计算模拟,结果显示,状态估计方法能够有效消除这些小偏差,提高数据质量。利用状态估计方法对天津市一处实际运行供热管网数据进行处理,结果显示良好。

关键词：供热管网状态估计数据质量仿真实验

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基于分时电价的区域管网系统储能应用研究

化工学报 2020年第S01期71卷 293-299页

作者：郭晓雨田喆牛纪德祝捷天津大学环境科学与工程学院天津300350

区域供冷系统主要分为源、网、用户三部分,其中管网不仅可以作为能量输送环节,还可以实现能量的储存,因此可以利用管网的储能效应实现制冷站与电网的互动。以广东惠州某园区制冷站为例,基于Modelica语言在Dymola平台上搭建了区域供冷系... 详细信息

区域供冷系统主要分为源、网、用户三部分,其中管网不仅可以作为能量输送环节,还可以实现能量的储存,因此可以利用管网的储能效应实现制冷站与电网的互动。以广东惠州某园区制冷站为例,基于Modelica语言在Dymola平台上搭建了区域供冷系统。基于分时电价,应用管网的储热与延迟特性,提出三种控制策略以探讨热网在电力响应中的应用。仿真结果显示,在案例中管网储热维持室温的效果为0.31 h,利用管网储热能够使供冷系统节省6.4%的电耗和6.7%的电费,可见管网的虚拟储能效应是制冷站参与电网需求响应的重要资源。

关键词：区域供冷动态仿真过程控制间歇式管网储能分时电价

基于TRNSYS仿真数据的平板型太阳能集热器净得热非参数核密度估计概率模型

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太阳能学报 2021年第2期42卷 1-7页

作者：兰博田喆牛纪德彭鹏天津大学建筑学院天津300072 天津大学环境科学与工程学院天津300350 天津大学建筑设计研究院天津300072

平板型太阳能集热器净得热量受天气等外部因素影响而表现出一段时间内的间歇性、随机性和周期性,采用概率建模方法能更准确地反映上述变化特点。目前概率建模中常用的参数分析法需假设先验概率分布,不具有普适性,为此提出一种采用非参... 详细信息

平板型太阳能集热器净得热量受天气等外部因素影响而表现出一段时间内的间歇性、随机性和周期性,采用概率建模方法能更准确地反映上述变化特点。目前概率建模中常用的参数分析法需假设先验概率分布,不具有普适性,为此提出一种采用非参数核密度估计对平板型太阳能集热器净得热概率建模的方法。通过TRNSYS动态仿真得到天津地区平板型太阳能集热器净得热样本数据,采用黄金分割算法求解非参数核密度估计的最优带宽,并通过拟合优度检验和误差检验,验证了该概率模型的准确性和在不同时间范围下的适应性。

关键词：太阳能集热器概率分布数学模型带宽仿真模型

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区域分布式供能系统经济性概率分析

电力建设 2017年第2期38卷 138-146页

作者：徐科刘洪田喆王博牛纪德国网天津市电力公司天津市300010 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 天津大学环境科学与工程学院天津市300072

文章针对区域多能互补系统协调供应问题开展了不同供能方案的对比分析。首先,提出了燃气机组冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)系统和环境源热泵系统2种分布式供能方案,制定了相应的运行策略,分析了不同供能方案的... 详细信息

文章针对区域多能互补系统协调供应问题开展了不同供能方案的对比分析。首先,提出了燃气机组冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)系统和环境源热泵系统2种分布式供能方案,制定了相应的运行策略,分析了不同供能方案的安全性和环保性;其次,建立了概率全寿命周期成本(life cycle cost,LCC)模型,给出了燃气机组冷热电联供系统、环境源热泵系统和传统供能系统3种供能方案的经济性计算方法;最后,以北方某市的商业区域为例,评估3种供能方案经济性,并通过灵敏度分析得到了天然气价和电价对不同供能方案经济性的影响。结果表明随着天然气价和电价的变化,经济性最好的方案发生变化,因此实际工程中应结合规划区域的具体内容和当地能源价格,合理选择供能方式。

关键词：分布式供能燃气机组冷热电联供(CCHP) 环境源热泵经济性灵敏度

考虑气象随机性的太阳能热水系统供能可靠性分析

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2021年第6期53卷 804-810页

作者：李啸远田喆叶创牛纪德吴霞天津大学环境科学与工程学院天津300350

采用太阳能供应生活热水是一种普遍认可的方式,然而太阳能固有的间歇性和不确定性使得系统供能存在较大的不确定性.针对太阳能热水系统的供能可靠性进行探究分析,基于Dymola仿真平台和Genopt优化软件完成系统模型构建与优化设计,采用天... 详细信息

采用太阳能供应生活热水是一种普遍认可的方式,然而太阳能固有的间歇性和不确定性使得系统供能存在较大的不确定性.针对太阳能热水系统的供能可靠性进行探究分析,基于Dymola仿真平台和Genopt优化软件完成系统模型构建与优化设计,采用天津市30年历史气象数据来表征气象条件的随机性,对确定性优化设计方案进行可靠性评估.为提高系统的供能可靠性,针对系统关键设计环节的额外投资方案进行了分析评价.以天津市某居住建筑为案例进行可靠性分析.研究表明:由于确定性设计方法未能考虑气象条件的随机性,因此在80%的场景下系统的供能可靠性不满足预期设计目标;而适当的增加设计方案中辅助热源的功率和贮水箱的容积可有效弥补确定性设计方法的不足,从而提升系统抵御不确定性的能力.

关键词：太阳能热水系统优化设计不确定性可靠性分析

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园区综合能源系统规划及优化配置方案

现代电力 2020年第3期37卷 303-309页

作者：郇嘉嘉赵瑾曾诚玉刘洪李吉峰牛纪德广东电网有限责任公司电网规划研究中心广东省广州市510080 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

综合能源系统的优化配置直接影响到投资效益和运行效率,是综合能源系统规划的关键之一。该文面向园区级综合能源系统,对影响规划的内外部主要因素进行定量分析;在此基础上,提出一种以园区综合能源系统全寿命周期等值年成本为目标的优化... 详细信息

综合能源系统的优化配置直接影响到投资效益和运行效率,是综合能源系统规划的关键之一。该文面向园区级综合能源系统,对影响规划的内外部主要因素进行定量分析;在此基础上,提出一种以园区综合能源系统全寿命周期等值年成本为目标的优化配置方法,并以我国南方某园区能源站为例,进行系统优化配置。通过对不同供能设计方案的对比分析,提出合理的优化配置方案,为园区综合能源系统规划提供技术支撑。

关键词：园区综合能源系统规划定量分析优化配置方案对比

蓄能对燃气冷热电联产系统配置及运行经济性的影响

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暖通空调 2016年第2期46卷 32-36页

作者：牛纪德田喆卢亚开贺顺明田雪天津大学天津生态城能源投资建设有限公司

应用等年值法构建了带蓄能设备的燃气冷热电联产(CCHP)系统优化数学模型。结合一实例,系统地研究了蓄能设备对CCHP系统经济性的影响。结果表明:在系统规划层面,蓄能可以优化设备的容量配置,降低初投资;在系统运行层面,蓄能可以增加发电... 详细信息

应用等年值法构建了带蓄能设备的燃气冷热电联产(CCHP)系统优化数学模型。结合一实例,系统地研究了蓄能设备对CCHP系统经济性的影响。结果表明:在系统规划层面,蓄能可以优化设备的容量配置,降低初投资;在系统运行层面,蓄能可以增加发电设备的运行时长,保证设备运行的高效性,降低运行费用。

关键词：蓄能等年值法燃气冷热电联产系统系统配置经济性