集成智能楼宇灵活负荷的主动配电网建模及优化运行

摘要

由于全球能源的快速消耗与环境的持续恶化，能源效率提升技术备受关注。根据建筑能源数据手册，建筑能耗约占全球能源消耗的40％，暖通空调系统在运行期间产生的能量消耗约占建筑物能耗的一半。随着世界城市化水平的不断提高和产业结构的调整，这一比例将继续增长。为此，本文研究了集成智能楼宇灵活负荷的主动配电网的联合建模和优化调度。 首先，基于建筑物的蓄热特性，利用电阻电容网络模型，构建了考虑建筑物内部不同加热区的建筑能耗预测模型。在此基础上，提出了不同的暖通空调系统优化控制方法，并通过在舒适的温度范围内调节室温来实现暖通空调系统的能耗管理。进一步为考虑智能楼宇对主动配电网经济性和安全性的影响，通过引入楼宇集群负荷系数，提出了考虑负荷系数的集成智能楼宇的主动配电网建模与优化调度方法。最后，以冬季采暖场景为例，对暖通空调各种控制方式下的建筑集群进行了优化调度分析。另外，在支路潮流模型的基础上，采用分段线性化和二阶锥松弛法构造了含有载调压变压器的主动配电网最优潮流模型，实现了主动配电网的灵活运行，并进一步分析和比较了智能建筑集群优化调度对主动配电网的经济性与安全性影响。研究结果表明，该方法能够充分发挥智能楼宇的需求响应潜力，在一定程度上降低建筑物的运营成本；同时，利用智能楼宇负荷的灵活性，考虑负荷系数的集成智能楼宇的主动配电网组合优化方法，可以保证建筑物的经济运行，并在一定程度上减少系统网损并提高电压质量。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外主动配电网发展概况和挑战

1.2.2 智能楼宇的研究概况

1.2.3 智能楼宇接入对主动配电网运行的影响

1.3 本文主要研究内容

第2章 集成智能楼宇的主动配电网数学模型

2.1 引言

2.2 集成智能楼宇的主动配电网结构组成

2.3 智能楼宇模型

2.4 支路潮流模型

2.4.1 无OLTC的支路潮流模型

2.4.2 含OLTC的支路潮流模型

2.5 本章小结

第3章 集成智能楼宇的主动配电网优化控制策略

3.1 引言

3.2 智能楼宇优化控制策略

3.2.1 目标函数

3.2.2 约束条件

3.3 主动配电网优化控制策略

3.3.1 目标函数

3.3.2 约束条件

3.4 集成智能楼宇的主动配电网B2G优化调度

3.5 本章小结

第4章 集成智能楼宇的主动配电网算例分析

4.1 引言

4.2 算例概况

4.3 基于T控制、M控制及C控制的调度结果分析

1) T 控制

2) M 控制

3) C 控制

4.4 基于B2G控制的优化调度结果分析

4.5 不同加热模式下楼宇运行成本结果对比

4.6 不同朝向楼宇优化调度结果对比

4.7 集成智能楼宇的主动配电网优化运行分析

4.8 本章小结

总结

5.1 工作总结

5.2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢