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《宁夏大学》 2019年
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基于粒子群算法的城镇能源系统优化调度研究

李志明  
【摘要】:城镇能源系统的优化调度是当前城镇规划中重要的一环,对它的深入研究可有效减少传统化石能源的使用,充分利用清洁能源和可再生能源,改善环境的污染问题。以联供设备为核心,并包含多种分布式电源的综合能源系统,实现了能源的梯级高效利用,已成为各国学者研究能源供应问题的热点。针对我国宁夏地区风光发电和城镇能源供给系统的特点,本文使用参数优化的PSO算法对城镇局部综合能源系统(CCHP系统)及并网与孤岛两种运行情况下的综合能源系统(IES)进行仿真研究,对分布式电源的出力情况进行调度,并与现行的单一供能模式进行对比研究,说明调度方案的经济性和优化算法的可行性。首先,研究城镇能源系统的组成和结构,探究城镇CCHP系统与IES的特性,研究两系统的结构特性和二者之间的联系与区别。探究系统中分布式电源的离并网特性。对城镇能源系统的调度原则进行研究,确定宁夏城镇能源系统的调度策略。研究微燃机、风力发电机、光伏电池的输出功率模型及蓄电池的充放电功率模型和溴化锂吸收式制冷机、电制冷热机的制冷、制热性能参数。其次,对适用于城镇能源系统的调度算法进行研究。研究不同优化算法的优劣性,选出适合城镇能源调度的PSO算法。为改善PSO算法在迭代前期全局搜索能力弱,易陷入局部极值、迭代后期局部搜索能力弱而跳出最优解范围的问题,对惯性权重等参数进行优化研究。搭建参数优化后的PSO算法求解系统模型的流程图。最后,对城镇CCHP系统和城镇IES的优化调度问题进行研究。建立含微燃机、吸收式制冷机、电制冷热机的城镇CCHP系统优化调度模型,含微燃机、风力发电机、光伏电池、蓄电池、吸收式制冷机、电制冷热机的城镇IES优化调度模型。搭建系统供能成本最小的计算模型,以系统的功率平衡约束及各设备的运行条件限制为约束条件。以宁夏地区某城镇能源使用为仿真算例,对不含可再生能源发电并网(即CCHP)、含可再生能源发电离网和含可再生能源发电并网(即IES)运行三种情况下的冬夏两季典型日能源供需进行仿真研究。结合以上研究,在Matlab环境下对宁夏某城镇的能源供需进行了仿真研究。仿真结果表明,城镇能源系统按CCHP方式进行调度,夏季时供能成本为单一供能方式的71%,冬季时为64%。按IES方式进行调度,夏季时并网与孤岛方式供能成本分别为CCHP方式的65%、73%,冬季时分别为CCHP方式的54%、82%。降低了城镇的供能成本,经济性更优。
【学位授予单位】:宁夏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:F426.61;TP18

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