多区域综合能源系统热网建模及系统运行优化（Matlab代码实现）

news2024/11/25 18:51:55

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

2.1 场景1

2.2 场景2

2.3 场景3

2.4 场景4

2.5 场景5

2.6 主场景

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码、数据、文章

💥1 概述

文献来源：

摘要：综合能源系统(integrated energy system,IES)是未来能源消费方式的重要发展方向,实现多区域IES的协同规划与调度对进一步提高其经济效益和环境效益至关重要,为此首要的问题是区域冷、热网的建模。文中基于传热学的基本原理建立了区域热网能量传输通用模型,推导出热网热损方程,对其线性化得到热网能量流模型,同时推导了用于求解热网潮流(热媒流量、温度)的网络流量–温度基本方程。在冷热电联供系统运行优化模型基础上建立了含有热网的多区域IES优化混合整数线性规划模型。通过算例验证了模型的有效性。

关键词：

冷热电联供;多区域综合能源系统;热网能量流模型;运行优化;混合整数线性规划;

能源与环境问题的日益突出促进了人类能源消费方式的变革，如何提高能源利用效率、减少环

境污染、实现能源可持续发展是当今共同关注的话题[1-4]。以冷热电联供(combined cooling heating and power，CCHP)微网为核心单元的综合能源系统 (integrated energy system，IES)将电网电能、天然气能源与分布式能源进行统一调度，在满足多种负荷需求的同时，提高了能源系统的经济效益与环境效益，是未来能源系统发展的重要方向[5-8]。目前 IES的规划与运行通常以单个区域的CCHP系统为研究对象，结合区域负荷特性进行设备选型和能量管理以实现区域最优[6,9]。但特定区域的负荷特性往往较为单一，在一定程度上制约了 IES 的优化结果[10-15]。通过 DHCN 使多个区域的 CCHP 系统互联构成的多区域 IES 将各区域冷、热负荷进行耦合，充分利用区域间负荷特性的互补性，使多个区域 CCHP 的统一规划、统一设计与协同运行成为可能，从而达到进一步提高能源系统效益、实现整体最优的目的。而建立准确的 DHCN 模型及多区域 IES 运行优化模型是关键所在。

目前，关于 IES 的研究多集中于 CCHP 系统建模、规划与经济调度方面[16-21]。文献[1]对 CCHP 微网建模、规划与能量管理的研究现状进行了综述，总结了当前研究中存在的不足；文献[2]提出了

CCHP 微网母线式结构，给出了 CCHP 微网的一般结构，利用该结构建立了 CCHP 微网的日前经济调度的混合整数线性规划 (mixed integer linear programming，MILP)模型；文献[22]采用矩阵形式，构建了 CCHP 系统的输入输出模型，并建立了系统评价模型，确定了系统热电联供机组的最优容量；文献[9]以德黑兰东部某商住综合区为例，建立了含有 DHCN 的区域 CCHP 系统规划模型，研究了系统设备的最优配置问题，但文中的 DHCN 模型过于简单，缺乏相应的理论依据；文献[23]根据热力学定律，推导了能量在线路中的普遍化传递方程，并基于广义基尔霍夫定律建立了能量网络方程，为能量网络的建模与分析奠定了理论基础，但该模型过于抽象，在工程应用中存在一定困难。