基于二部图理论的区域综合能源系统站-网规划.pdf
《基于二部图理论的区域综合能源系统站-网规划.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于二部图理论的区域综合能源系统站-网规划.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、基于二部图理论的区域综合能源系统站网规划罗宪民,郭长星,姜林(东北电力大学,吉林吉林 ;国网松原供电公司,吉林松原 ;长春华信电力成套设备有限公司,长春 ;)摘要:针对现有区域综合能源系统站网规划研究中未充分考虑规划方案的合理性和供电可靠性的问题,提出了一种基于二部图理论的区域综合能源系统站网规划方法。首先,根据二部图理论建立了能源站选址定容管网布局联合规划模型,在满足能源站容量上下限约束以及重要电负荷供电可靠性的基础上,实现能源站和管网布局总投资最小;其次,考虑能源站内设备间多能互补特性,建立了设备容量配置规划模型;最后,通过 求解器与粒子群算法相结合的方式对规划模型进行求解,并以典型电热气
2、区域综合能源系统为例,验证了所提模型的合理性。关键词:区域综合能源系统;二部图理论;站网规划;供电可靠性;多能互补特性中图分类号:;文献标志码:文章编号:(),(,;,;,):,:;收稿日期:作者简介:罗宪民(),男,硕士研究生,研究方向为综合能源系统规划。引言近年来,为提高能源利用效率应对化石能源供应不足以及环境日益恶化的问题,合理规划多能互补的区域综合能源系统(,)成为当今研究的热点 。是由能源站、管网、负荷(用户)构成。其中,能源站是由能源产生、存储和转换设备构成,包括热电联产机组(,)、燃气轮机(,)、电锅炉(,)、电储能(,)、光伏(,)、燃气锅炉(,)、电转气技术(,)等。目前,已
3、有研究中能源站网协同规划 较少,文献 在传统中位模型的基础上对站网进行规划。文献 基于混合潮流提出了考虑源荷互动的综合能源系统站网协同规划模型。文献 考虑了负荷特性建立协同规划模型。但上述文献中第 卷第期(总第 期)年月 吉林电力 ()站网规划方案不够经济,因此,本文基于二部图理论提出了 站网规划模型,并考虑了能源站的容 量 约 束,使 能 源 站 规 划 更 加 合 理。另 外,是以电力系统为核心的多能源耦合系统,电力系统运行的首要条件是满足供电可靠性要求,重要电负荷须满足不间断供电的要求。现有研究中负荷均为单端供电模式,单端供电模式仅有一个输入源,一旦线路或设备发生故障可能造成巨大的经济损
4、失,因此,为保证综合能源系统中重要电负荷的供电可靠性,本文对重要电负荷采用双端供电模式。本文基于二部图理论建立了 站网规划模型。首先,基于二部图理论建立能源站选址定容管网布局联合规划模型,以规划总成本最小为目标,并考虑了能源站容量上下限约束和重要电负荷对于供电可靠性的要求;其次,基于能源站选址和管网布局联合规划结果并考虑设备间多能互补特性,建立了设备容量配置规划模型;最后,通过算例分析结果验证了本文所提模型的合理性、有效性。能源站选址定容管网布局联合规划模型 能源站选址定容管网布局联合规划是指同时进行能源站选址定容规划及管网布局规划。联合规划已知条件为待选能源站的位置、各负荷节点最大综合负荷(
5、包括各负荷节点的电负荷、热负荷、气负荷)、已有的街道。根据 城市综合管廊工程技术规范,为避免多种能源管线建设时反复挖开地面,影响市容市貌及居民出行体验,综合能源系统中的管线通常采用综合管线,即电网、热网、气网的管线统一铺设在一个管廊内。负荷普遍存在管道共用现象,即管径由管道相连的负荷量决定,综合管线的管径主要由热负荷决定,得到供能方案后可求得管径。二部图理论二部图是图论模型中的一种(见图)。其定义为:对于一个无向图(,),顶点集合可分为两个子集和,并且子集和中的元素没有交集,为任何一条边的边集合,一个顶点在子集中,另一个顶点在子集中,则称为二部图。根据图论思想,待规划 中的候选能源站和负荷可用
6、节点来表示,已有的街道构成边,由此形成的图记为。设中的负荷节点和候选能源站节点分别为集合和集合,道路节点看作中间节点。候选能源站节点的权值为能源站的容量,负荷节点的权值为负荷量,图中每条边均有对应的权重,即管线投资成本。站网规划需要在候选能源站节点集合中选择一个子集,并在所有道路集合中选择一个子集,然后确定供能关系,即规划出子集和中的元素最佳的连接关系,因此,可基于此建立改进联合规划模型。此外,考虑到重要电负荷对供电可靠性的要求,本文对重要电负荷采用双端供电模式。在此基础上,计算管线投资成本与能源站投资成本之和,并选取最经济的供能方案。图二部图模型 联合规划模型 目标函数本文将管线投资成本、能
7、源站投资成本以及失负荷惩罚成本的和作为联合规划模型的目标函数,其表达式为:,(),()()式中:为能源站选址定容管网布局联合规划总成本;为负荷节点集合;为候选能源站节点集合;为重要电负荷节点集合,且;为单位容量、单位长度管道建设成本;为节点的综合负荷量,为负荷节点的电负荷需求量,为负荷节点的热负荷需求量,为负荷节点的气负荷需求量;为负荷节点与候选能源站节点之间的最短距离;为或变量,表示候选能源站节点是否为负荷节点供能,若是,否则;为电力线路单位长度投资成本;为或变量,表示候选能源站节点是否为重要电负荷节点供能,若是,则,否则;为能源站的初始投资费用,包括运行维护费用、占地费用、设备投资费用;为
8、能源站的容量;,为能源站单位容量所需投资成本;为或变量,表示候选能源站是否被选中,若是,否则;为典型日数量,取;,为第个典型日失负荷;,为第个典型日罗宪民,等:基于二部图理论的区域综合能源系统站网规划在一个规划年中对应的时间,其中夏季 天,过渡季 天,冬季 天;为单位功率失负荷惩罚成本;为时间步长,本文取。约束条件)负荷需求约束:()()式中:为候选能源站节点数量。)能源站容量约束:,()()式中:为负荷节点数量;,为负荷节点的重要电负荷需求量;为能源站容量上限;为能源站容量下限。)供能关系约束:()设备容量配置规划模型 目标函数完成能源站选址定容和管网布局规划后对能源站内设备进行规划,根据选
9、址定容及管网布局结果,每个能源站连接的负荷节点已经确定,但能源站内设备类型及容量未定。设备容量规划的目标函数为最小总投资成本,可用公式()()表示:()()(),()()式中:为设备容量配置规划总成本;为设备投资成本;为设备类型集合;为能源站中设备的容量;为设备单位容量成本;为年运行成本,包括运行维护成本 和购能成本 ;,为时刻能源站中设备的运行功率;为能源站中设备单位功率运行维护成本;为能源在时刻的消耗量;为能源单位消耗量成本。约束条件 设备容量约束设备容量的约束公式为:()()式中:为或变量,表示能源站中设备是否被选中,若是,则,否则;为设备规划容量的上限;为待选设备类型数量。功率平衡约束
10、)电功率平衡约束:,()式中:,为时刻能源站所连负荷节点的电功率总和;,为时刻能源站中 可提供的电功率;,为时刻能源站中 可提供的电功率;,为时刻能源站中 的放电功率;,为时刻能源站中 的充电功率。)热功率平衡约束:,()式中:,为时刻能源站所连负荷节点的热功率总和;,为时刻能源站中 可提供的热功率;,为时刻能源站中 可提供的热功率;,为时刻能源站中 可提供的热功率。)气功率平衡约束:,()式中:,为时刻能源站所连负荷节点的气功率总和;,为时刻能源站中 可提供的气功率。)设备运行约束:,()式中:,为时刻能源站中设备运行因子,取时表示设备运行,取时则表示不运行。)爬坡约束:,()式中:,为时刻
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 二部 理论 区域 综合 能源 系统 规划
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。