基于能源集线器模型的多能源系统混合潮流文献综述

 2022-09-19 11:53:45

  1. 文献综述(或调研报告):

摘要:随着热电联产系统、中央空调及燃气锅炉等单元的广泛使用, 区域综合能源系统(ICES) 中电力、天然气和热力系统的耦合和联系日益紧密。国内学者研究了不同运行模式下,综合能源潮流模型的求解问题,实现了综合能源系统多能流的统一求解,本文从能源集线器概念,建模,潮流计算等方面进行了综述。

关键词:能源集线器;混合潮流;优化。

引言

随着全球能源的深入渗透,能源利用向着多能协调、多能互补的方向发展,能源互联网成为多种能源网的集成发展方向。通过电/气/热等多种能源系统的统一规划和协调运行, 区域综合能源系统(ICES)一方面可促进新能源的充分利用,提高可再生能源的渗透率;另一方面可实现不同能源之间的优势互补, 是适应人类社会用能领域变革,确保人类社会用能安全和长治久安的必由之路。

能源集线器EH(Energy Hub)最早由苏黎世联邦理工学院的 Geidl M和Andersson 提出[1]。能源集线器被定义为一种用于描述多能源系统中能源、负荷、网络之间交换、耦合关系的输入-输出端口模型。该模型被广泛用于多能源系统的分析,尤其在多能源系统的规划、优化运行研究中发挥重要作用[2]。文[3]分析包含电/气/热系统的ICES的潮流计算,利用EB模型来描述ICES的能源耦合关系。文[4]提出概率能量流模型能够更全面地揭示综合能源系统的运行特性。文[5]建立EH机组内部能效特性与外部能量分配的EH 扩展模型和能量连接器动态模型,满足了区域ICES的经济和环保要求,实现了电热气网络的优化运行文[6]提出了融合配电网重构的ICES 最优混合潮流算法,进一步降低了ICES 的运行成本。

为了全面了解该问题,本研究主要通过查询CNKI,中国期刊全文数据库,以'核心期刊'为范围,进行模糊匹配检索。收集了近5年来相关文献资料约10篇,并进行了综述。

  1. 能源集线器的概念

文[7]解释到从系统的角度来看,能源集线器可以被识别为一个单元,它提供不同能源载体的输出、转换和存储的基本功能。因此,能源集线器代表电力系统中网络节点的泛化或扩展。能源集线器包含三个基本要素:直接连接、转换器和存储设备。直接连接用于将输入载波传送到输出端,而不将其转换成另一种形式或显著改变其质量(例如,电压,压力)。电缆、架空线路以及管道就是这种类型元件的例子。除此之外,变换器元件还用于将功率转换成其他形式或质量。例如蒸汽和燃气轮机、内燃机、电机、燃料电池等。压缩机、泵、变压器、电力电子换流器、热交换器和其他设备可用于调节,即将电力转换为可接受的质量和负荷消耗量。

  1. 建模

文[8]中讲解的能源集线器的建模分为3部分:①能源集线器内部的功率交换建模;②能源集线器中储能系统建模;③能源集线器间的功率交换建模。其他文献都有提到①和③。第一部分的建模和其他文献也都一样,其中文[9]通过数学描述和运行模式分析有详细的介绍两种集线器的建模。主要的建模思想就是输入和输出的关系:。矩阵为:

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