电力网与天然气网混联系统的优化调度研究.doc

电力网与天然气网混联系统的优化调度研究

2.6万字 54页 原创作品已通过查重系统

摘 要
化石能源的广泛使用导致环境问题日益突出以及化石能源逐渐枯竭，传统的经济和社会发展模式难以持续，亟需建立更加高效、环保和可持续型的能源利用模式，能源互联网(Energy Internet EI)应运而生。
能源互联网促使多种能源形式和能源系统的联系更加紧密，并考虑了经济性影响。能源中心(energy hub EH)，作为多种能源形式的中间媒介，为能源互联网的研究提供了通用的模型架构。能源中心输入端连接多种能源的供应，输出端连接多种能源的消费，不同能源形式在其间相互转化，为能源互联网的优化调度提供了可能性。天然气具有成本低、储量丰富等诸多优势，在能源互联网中占据着重要地位。本文即研究了以电气混联能源系统为代表的能源互联网优化调度问题。
最优潮流(optimal power flow OPF)是典型的非线性规划问题，其具有很强的约束条件处理能力，能够在模型中引入凡是能表示成状态变量或控制变量函数的各种等式、不等式约束，并能够将能源系统对于安全性、经济性以及能源质量三方面的要求完美地统一起来。OPF为能源互联网的优化调度提供了一种可行的途径。
近年来，原-对偶内点法(primal-dual interior point method，PDIPM)由于具有收敛性好、鲁棒性强等优点，在电力系统运行领域得到了广泛的应用。本文即采用PDIPM对能源互联网的优化调度进行研究。
本文首先介绍了电力网的最优潮流问题，并通过仿真验证了优化效果；接着研究了天然气网的潮流；最后将电力网和天然气网通过能源中心耦合，计及电力网和天然气网各自的运行约束，研究了电力网与天然气网混联系统的优化调度问题，算例仿真结果表明电气混联能源系统综合优化效果优于各自系统的独立优化。


关键词：电力网；天然气网；能源互联网；最优潮流；内点法