论文部分内容阅读
传统的综合能源系统潮流计算本质是在已知系统中某些变量的基础上,结合牛顿法或前推回代法,计算整个系统运行状态。随着该问题研究的日益深入以及潮流计算模型的不断完善,精细化考虑热网热力模型和水力模型并计及热网节点类型差异化,将可更大程度地支撑电热综合能源系统潮流的精确计算,为运行调度和规划配置提供基础。然而,现有文献对于电热综合能源系统潮流计算的研究未能详细考虑热网中热能传输动态特性和管道水流局部阻力,且未能清晰定义热网负荷节点类型,基于此,本文提出了一种基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法。具体研究内容如下:
首先,介绍了本文所涉及的基础理论,包括描述热网拓扑结构的热网图论理论、求解非线性方程组的牛顿-拉夫逊法以及偏微分方程一般形式与求解方法。
其次,综合考虑热网管道中各种阻力对管道水流量的影响,构建了考虑精细化阻力的热网水力模型。在此基础上,针对管道供回水温度变化过程,基于热网管道中各微元之间的相互影响,构建了考虑热网动态特性的热网热力模型和管道温度求解模型。
再次,构建了典型电热综合能源系统架构与设备能效模型,分析了电热综合能源系统中多能源供能模式;在分析了电热综合能源系统潮流计算中时序问题与电热耦合问题的基础上,重新定义了热网负荷节点类型,并修正了热网中水力-热力计算方法,结合电/热系统间顺序计算方法,提出了兼顾热能传输动态特性与精细化阻力的电热综合能源系统时序潮流计算方法。
最后,通过实际算例比较了不同场景下的电热综合能源系统潮流分布情况,分析了精细化热网模型对系统调度的影响,从而证明了所提模型在电热综合能源系统中的有效性和实用性,结果表明:将考虑精细化阻力的水力模型引入到电热综合能源系统潮流计算中能够准确解析管道内水流量变化,减小水流量与管道压降的误差;本文所构建的考虑热网动态特性的热网热力模型,能够避免传统热网稳态潮流计算中忽略传输时延以及未考虑管道内微元间相互影响的问题,较为精确地分析管道和节点温度变化规律;在运行调度中考虑精细化热网模型,能够有效提高系统经济性水平。
首先,介绍了本文所涉及的基础理论,包括描述热网拓扑结构的热网图论理论、求解非线性方程组的牛顿-拉夫逊法以及偏微分方程一般形式与求解方法。
其次,综合考虑热网管道中各种阻力对管道水流量的影响,构建了考虑精细化阻力的热网水力模型。在此基础上,针对管道供回水温度变化过程,基于热网管道中各微元之间的相互影响,构建了考虑热网动态特性的热网热力模型和管道温度求解模型。
再次,构建了典型电热综合能源系统架构与设备能效模型,分析了电热综合能源系统中多能源供能模式;在分析了电热综合能源系统潮流计算中时序问题与电热耦合问题的基础上,重新定义了热网负荷节点类型,并修正了热网中水力-热力计算方法,结合电/热系统间顺序计算方法,提出了兼顾热能传输动态特性与精细化阻力的电热综合能源系统时序潮流计算方法。
最后,通过实际算例比较了不同场景下的电热综合能源系统潮流分布情况,分析了精细化热网模型对系统调度的影响,从而证明了所提模型在电热综合能源系统中的有效性和实用性,结果表明:将考虑精细化阻力的水力模型引入到电热综合能源系统潮流计算中能够准确解析管道内水流量变化,减小水流量与管道压降的误差;本文所构建的考虑热网动态特性的热网热力模型,能够避免传统热网稳态潮流计算中忽略传输时延以及未考虑管道内微元间相互影响的问题,较为精确地分析管道和节点温度变化规律;在运行调度中考虑精细化热网模型,能够有效提高系统经济性水平。