考虑需求响应的综合能源系统可靠性评估
随着社会经济的发展，能源危机和环境污染问题日益严峻，提高可再生能源渗透率、提高能源利用效率以及实现多能源互补互济是有效的解决手段。近年来，随着用户需求的增多、能源耦合的加强，传统意义上独立运行的供电、供气、供热/冷系统亟待转型，需求侧多种负荷资源也给耦合系统的协调优化带来了挑战。因此，本文对多能耦合系统的动态特性展开研究，对考虑需求响应的综合能源系统进行可靠性评估，主要研究内容如下： 首先，构建综合能源系统架构，描述不同供能子系统间的能量流动，给出能量生产、转换和存储环节各设备的数学模型，包括风电光伏机组、燃气轮机、燃气锅炉、热电联产机组、电制冷机、储电/储热设备等，对各设备的工作原理和作用进行阐述。在系统精细化建模的基础上，分析了电网、天然气网、热/冷网内部的能流分布和能流平衡，并对热/冷网温度传输的延时特性进行研究。 其次，针对多能耦合系统运行的动态特性，引入马尔科夫过程来描述各能量设备的运行状态，建立独立设备的两状态模型以及耦合设备的多状态模型。评价指标选用传统电力可靠性指标的供电不足概率和供电不足期望值，将其扩展到其他供能子系统，并针对温度传输的延时特性，提出了温度负荷的故障传输迟滞时间，用来提高故障判别的准确性。在考虑动态特性和时序性的基础上，提出了适用于多能耦合系统的马尔科夫链-蒙特卡罗算法，结合算例仿真，验证该方法的可行性和高效性，并验证了多能子系统联合运行和考虑温度负荷故障传输迟滞对系统可靠性的提高作用。 最后，在传统电力需求侧响应的基础上，研究多能耦合系统的综合需求响应，对需求侧负荷进行分类，包括可削减、可平移和可转移负荷。在此基础上建立考虑综合需求响应的优化评估模型，以总运行成本最小建立目标函数，以功率平衡、设备运行限制和线路容量等条件为约束，用CPLEX+YALMIP进行求解，并对响应后的系统进行可靠性评估。最后，结合算例仿真，验证综合需求响应“削峰填谷”的作用，结果表明综合需求响应不仅具有良好的经济效益和环境效益，还能有效提高耦合系统和各供能子系统的可靠性。
综合能源系统;可靠性评估;需求响应
南京理工大学
硕士
电力系统及其自动化
张俊芳
2021
中文
TM73
2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）