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电力—天然气网络耦合系统研究综述

电力系统自动化 2018年第16期42卷 21-31,56页

作者：杨自娟高赐威赵明东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 云南省电力试验研究院(集团)有限公司电力科学研究院云南省昆明市650051

随着新能源装机比例的不断提升,燃气轮机平抑新能源波动性作用越发凸显,由此带来供电供气的一系列问题,越来越需要将电网和气网协同考虑。电转气技术将原来单向耦合的气—电混合系统转换为双向耦合。对涉及的天然气系统建模的普遍性、... 详细信息

随着新能源装机比例的不断提升,燃气轮机平抑新能源波动性作用越发凸显,由此带来供电供气的一系列问题,越来越需要将电网和气网协同考虑。电转气技术将原来单向耦合的气—电混合系统转换为双向耦合。对涉及的天然气系统建模的普遍性、共通性问题进行了阐述,着重介绍了电力系统和天然气系统的协同优化研究,主要包括仅依靠燃气轮机作为能源接口的双网单向耦合系统研究进展和包含电转气的双网双向耦合优化研究情况。此外,对含电转气装置的电网和天然气网络耦合系统在国内外的实际工程应用情况进行概述,最后对今后双网耦合系统需要深入研究的问题进行了初步展望。

关键词：电力网络天然气网络电转气耦合系统

基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3093-3104,I0013页

作者：李咏秋徐晋汪可友电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市闵行区200240

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传... 详细信息

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传输过程深刻影响着其动态过程。然而现有管道传输过程时域仿真算法存在着精度与效率的两难。为解决上述问题,提出一种基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法。首先基于特征线法,构建气网源荷节点关系矩阵,进一步给出时域二端口模型;随后参考特征线法数值格式,构建状态量空间分布矩阵,用于获取气网状态量分布,并提出基于时域二端口模型和分布矩阵的气网动态仿真算法。算例结果表明,所提出的方法具有高效率和高精度两大优势,适合于气-电耦合的综合能源系统的较长时间仿真。

关键词：综合能源系统天然气网络特征线法时域二端口模型状态量分布矩阵

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对天然气网络化及区域性调度的思考

中国石油和化工标准与质量 2012年第9期32卷 242-242页

作者：王普中石油西南油气田公司川东北气矿生产运行科四川达州635000

针对天然气网络化过程,提出了管网规划应该注意的几个问题。同时,在对天然气区域性需求进行论述的基础上,提出了天然气管网形成之后的合理分配与调度的策略。

关键词：天然气管道天然气网络调度

考虑压缩机不同运行状态的IES气网潮流分布式计算方法

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电力工程技术 2023年第4期42卷 122-132页

作者：陈茂云郑建勇梅飞吴建章东南大学苏州研究院江苏苏州215123 东南大学电气工程学院江苏南京210096 河海大学能源与电气学院江苏南京211100

压缩机运行状态的改变会造成气网工况变化,进而对电-气-热综合能源系统的稳态潮流产生影响。为求解压缩机不同运行状态下的综合能源系统气网潮流,文中分别对综合能源系统各子网络和能量耦合环节建模。考虑压缩机5种工作模式和2种驱动方... 详细信息

压缩机运行状态的改变会造成气网工况变化,进而对电-气-热综合能源系统的稳态潮流产生影响。为求解压缩机不同运行状态下的综合能源系统气网潮流,文中分别对综合能源系统各子网络和能量耦合环节建模。考虑压缩机5种工作模式和2种驱动方式,针对含有多台不同运行状态压缩机的天然气网络,基于牛顿-拉夫逊法,提出保留压缩机管道整体求解的气网潮流计算方法,并拓展一种分离压缩机管道等效求解方法,以分布式计算方法顺序求解综合能源系统潮流。通过2个算例,验证了所提保留压缩机管道整体求解方法的精确性和有效性,弥补了现有气网潮流计算模型无法处理复杂气网工况且收敛性、通用性差的缺点,揭示了压缩机运行状态的改变对综合能源系统潮流的影响。

关键词：电-气-热综合能源系统稳态潮流压缩机运行状态天然气网络分布式计算方法牛顿-拉夫逊法

综合能源系统分析的统一能路理论(三)：稳态与动态潮流计算

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中国电机工程学报 2020年第15期40卷 4820-4831页

作者：陈彬彬孙宏斌吴文传郭庆来乔铮清华大学电机系

潮流计算作为能源网络分析的基础性应用,在各能源网络已形成成熟但不统一的计算模型与方法。为促进不同能源网络研究的学科融合,该文基于统一能路理论,针对天然气网络与供热网络,提出了相适应的潮流计算方法。在此基础上,补充了基值修... 详细信息

潮流计算作为能源网络分析的基础性应用,在各能源网络已形成成熟但不统一的计算模型与方法。为促进不同能源网络研究的学科融合,该文基于统一能路理论,针对天然气网络与供热网络,提出了相适应的潮流计算方法。在此基础上,补充了基值修正的迭代方法以提高潮流计算的精度,并应用了"边值–初值"等效的方法以在动态潮流计算中隐式地给定初始条件。基于统一能路的潮流计算方法不仅统一了不同能源网络的潮流计算,还统一了同一能源网络内的稳态潮流计算与动态潮流计算,奠定了多异质能流在多时间尺度上统一分析的应用基础。此外,相较以有限差分方法为代表的传统动态潮流计算方法,文中所提出的方法在计算性能上实现了显著的提升。

关键词：综合能源系统统一能路理论潮流计算天然气网络供热网络

基于碳交易机制的电—气互联综合能源系统低碳经济运行

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电力系统自动化 2016年第15期40卷 9-16页

作者：卫志农张思德孙国强许晓慧陈胜陈霜河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 中国电力科学研究院北京市100192

燃气轮机等发电技术为低碳电力提供了一条有效途径,"能源互联网"的提出也使得天然气网络与电力网络的联系更加紧密。文中提出了一种电—气互联综合能源系统的联合经济运行模型,并引入碳交易机制,以综合能源系统发电能源成本与碳交易成... 详细信息

燃气轮机等发电技术为低碳电力提供了一条有效途径,"能源互联网"的提出也使得天然气网络与电力网络的联系更加紧密。文中提出了一种电—气互联综合能源系统的联合经济运行模型,并引入碳交易机制,以综合能源系统发电能源成本与碳交易成本之和最小为目标函数,综合考虑了天然气网络和电力网络的安全约束。采用修改的IEEE 30节点电力网络与比利时20节点天然气网络进行算例分析,通过燃气轮机建立两个网络之间的耦合,分析比较了基于碳交易机制的电—气互联综合能源系统和单纯火电机组电力系统低碳经济模型下的运行状态,验证了所提出模型的有效性。最后,分析了碳交易价格、天然气价格及天然气网络约束对系统运行的影响。

关键词：能源互联网综合能源系统天然气网络低碳碳交易机制经济运行

电-气互联系统中考虑经济性的电转气工程选址多准则优化

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太阳能学报 2018年第4期39卷 900-908页

作者：孙亮杜琳陈厚合东北电力大学电气工程学院

电转气设备与电网、天然气系统及其他可再生资源联系密切,为减少建设成本需要对电转气设备安装地进行筛选。首先,介绍电转气技术的原理并建立电转气和气网模型。其次,建立目标函数并利用德国萨克森-安哈尔特联邦州现有数据对电转气设备... 详细信息

电转气设备与电网、天然气系统及其他可再生资源联系密切,为减少建设成本需要对电转气设备安装地进行筛选。首先,介绍电转气技术的原理并建立电转气和气网模型。其次,建立目标函数并利用德国萨克森-安哈尔特联邦州现有数据对电转气设备可能的安装地点进行初次筛选,然后利用Matlab软件编程确定电转气设备最佳位置。最后使用牛顿法求解电转气设备生产的人造甲烷注入当地天然气管网前后气网节点压力变化。综合分析P2G对能源、环境、经济的影响。

关键词：低碳选址规划电转气技术天然气网络综合能源系统

从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架

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电力系统自动化 2014年第15期38卷 1-11页

作者：董朝阳赵俊华文福拴薛禹胜南方电网科学研究院广东省广州市510080 School of Electrical and Information Engineering The University of Sydney 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 Centre for Intelligent Electricity Networks The University of Newcastle 文莱科技大学南瑞集团公司(国网电力科学研究院) 江苏省南京市211106

以化石能源集中式利用为特征的传统经济和社会发展模式正在逐步发生变革,而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。作为第三次工业革命的核心技术,能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术,推动分布式可再生... 详细信息

以化石能源集中式利用为特征的传统经济和社会发展模式正在逐步发生变革,而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。作为第三次工业革命的核心技术,能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术,推动分布式可再生能源的大规模利用与分享,促进电力、交通、天然气等多种复杂网络系统的相互融合,最终实现改变能源利用模式,推动经济与社会可持续发展的目的。在此背景下,展望了能源互联网的发展前景,并试图建立其基本的研究框架。首先,给出了能源互联网的初步定义,并概述了能源互联网的基本架构及其组成。随后,针对广域内分布式设备的协调与控制、电力系统与交通系统的融合、电力系统与天然气网络的融合、信息物理建模及安全等几个核心问题,探讨了能源互联网研究中可能面临的主要挑战。

关键词：能源互联网智能电网天然气网络电气化交通信息物理建模信息物理安全性

基于多主体博弈的电力–天然气综合能源系统联合规划方法研究

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中国电机工程学报 2019年第22期39卷 6521-6532页

作者：杨楠黄禹董邦天辛培哲刘颂凯叶迪李宏圣新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司检修分公司变电检修中心湖北省宜昌市443002 国网经济技术研究院有限公司北京市西城区100053 国网湖北省电力有限公司恩施供电公司湖北省恩施市445000

随着全球能源互联网概念的提出和综合能源系统的快速发展,研究以电力网络为核心的综合能源系统规划具有重要意义。该文提出一种基于多主体博弈的电力–天然气综合能源系统联合规划方法。首先分别构建电力网络和天然气网络投资者的规划... 详细信息

随着全球能源互联网概念的提出和综合能源系统的快速发展,研究以电力网络为核心的综合能源系统规划具有重要意义。该文提出一种基于多主体博弈的电力–天然气综合能源系统联合规划方法。首先分别构建电力网络和天然气网络投资者的规划收益模型;在此基础上,基于不同投资主体的博弈机理分析,提出一种面向电力–天然气综合能源系统联合规划的动态博弈模型,并利用电力–天然气混合潮流模型对多个投资主体的决策方案进行安全校核;最后,利用迭代搜索法对模型进行求解。实际算例仿真结果验证了模型的有效性和合理性。

关键词：综合能源系统完全信息动态博弈联合规划天然气网络