综合能源冷热电联供系统调度及参数耦合PSO算法

摘要

能源互联将发展为以电能为主要载体，多种新型绿色能源为主导的能源网络。提升多元化能源的综合利用率，保障电网“横向多能互补，纵向源、网、荷、储相协同”发展，已成为综合能源系统的主要方向。
　　在综合能源系统(Integrated Energy System，IES)中，利用能源集线器模型和能源多输入与多输出之间的耦合矩阵，定量描述电、气、热的耦合性;电、气、热功率的随机性以三个正态分布刻画，建立了综合考虑电、气、热耦合性及随机性的综合能源冷热电联供IES-CCHP(Combined Cold Heat and Power，CCHP)收益模型。为更好的改善传统智能算法早熟、低效、随机性强的通病，融入一种耦合协调函数，加强了不同粒子不同参数之间的关联性，整合了每个粒子所获得的实时信息来推出下一次寻优方案，提出了参数耦合粒子群算法。当CCHP接入系统运行时既向系统购电，又可以向系统售电。随着峰谷电价的推广，需求侧活力的增加，引入购售电成本提高经济性;以IES电气热的耦合为约束，以购售电计划交易成本、燃料成本和排放污染气体所产生的环境成本为目标，建立峰谷电价下IES-CCHP区域联合环保经济调度模型。为有针对性地求解此问题，给出了基于Nataf变换的改进参数耦合粒子群算法，通过Nataf变换的多点估计法，将相关性随机变量转换为更接近原变量的空间样本矩阵，而后将各个粒子的实际特点结合起来进行寻优。不论纵向还是横向均有更强的搜寻能力，较好解决了容易早熟的通病。
　　仿真对比两种改进方法与标准粒子群算法的性能，分别采取若干单目标和多目标测试函进行验证。计算结果表明:改进算法均优越于传统粒子群算法，明显降低了误差和随机性，有较强的全局搜索能力和更可靠的优化计算结果;所提出的联合调度模型对能源高效利用、电力经济调度和节能减排更有效。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 综合能源系统国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 冷热电联供运行及优化发展状况

1．4 粒子群优化算法的提出及发展

1．5 本文主要工作

第二章 参数耦合PSO及考虑电／气／热耦合性和随机性的IES-CCHP综合收益

2．1 引言

2．2 计及IES-CCHP电气热的耦合性及随机性

2．2．1 IES-CCHP模型

2．2．2 电气热耦合性

2．2．3 电气热随机性

2．3．1 目标函数

2．3．2 约束条件

2．4 参数耦合粒子群算法

2．4．1 耦合意义及模型

2．4．2 耦合协调度函数

2．4．3 参数粒子群算法

2．4．4 参数耦合粒子群算法

2．4．5 参数耦合粒子群算法实现过程

2．5 算例仿真分析

2．5．1 算例与参数初始化

2．5．2 仿真结果分析

2．6 本章小结

第三章 Nataf变换PC-PSO及分时电价下IES-CCHP环保经济联合调度

3．1 引言

3．2 分时电价下IES冷热电联供系统成本模型

3．2．1 CCHP能源集线器模型

3．2．2 分时电价下CCHP的购售电成本f1

3．2．4 环境成本f3

3．3 IES-CCHP环保经济联合调度模型

3．3．1 目标函数

3．3．2 约束条件

3．4 基于Nataf变换的参数耦合粒子群算法

3．4．1 随机量的处理

3．4．2 算法流程图

3．5 算例仿真分析

3．5．1 算例与参数设定

3．5．2 计算结果分析

3．6 本章小结

第四章 算法对比分析

4．1 性能度量方法

4．2 实验基础条件

4．3 典型测试实验函数描述

4．4 实验结果与分析

4．4．1 计算结果对比分析

4．4．2 算法收敛性能对比分析

4．4．3 算法计算时间对比分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录