基于改进遗传算法的分布式能源系统运行策略优化

摘要

本文主要从运行优化角度对分布式能源系统进行研究。文章根据不同特点的分布式联供系统构造了不同的优化算法，并采用C＃语言编写了相应的优化程序。与国内外其它分布式联供系统优化的研究相比本文更深入地研究了考虑启动燃料量后的优化问题。本文主要研究工作和科研成果如下:
　　一、针对不含蓄能装置，启动燃料量可以忽略的分布式联供系统构造了具有很好互补性的GA-SA算法作为优化算法。并以燃料成本最低为目标函数，对一个由8台燃机，8台烟气吸收式机组和1台燃气直燃机组成的分布式联供系统进行了优化和分析。结果表明:所构造的GA-SA算法优化可以取得满意的优化结果。与一般GA算法相比，GA-SA算法的收敛效率和速度方面具有优势。
　　二、采用敏感性分析的方法分析了能源价格对分布式联供系统运行的影响。结果表明:天然气价格对分布式联供系统运行影响较大，购电价格对分布式联供系统运行影响影响较小;对于上网电价，以目前江苏省天然气发电上网电价(0.605元/kWh)为基准进行适当调整将有助于提高分布式联供系统运行的经济性。
　　三、对于考虑启动燃料量的分布式联供系统，引入启发式种群，构造了基于实数编码的遗传算法进行多时段整体优化，有效地避免了传统遗传算法容易陷入“维数灾难”的缺陷，为研究这类问题提供了解题思路。结果表明:考虑启动燃料量后，机组频繁启动的情况减少了，总体上机组运行的时间较为连续，启动燃料量越大、运行时间越短、启停频率越高的机组将面临停运。
　　四、对于引入蓄能器的分布式能源系统，采用动态规划与GA-SA相结合的算法进行优化。优化结果表明:引入蓄能器后，各机组的运行不再完全受冷、热负荷的限制，系统的运行更加灵活，冬季和夏季系统的经济效益均得到提高。在运行策略方面，冬夏季有很大差别:冬季机组运行平稳，机组按时间段分为三种运行模式;夏季机组在9-19时段，运行相对平稳，而在20-24时段由于蓄能器容量的约束，会出现波动。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景及意义

1．2 国内外发展及研究现状

1．2．1 国内外分布式供能系统发展现状

1．2．2 国内外分布式供能系统研究现状

1．3 本文的主要内容

第二章 分布式供能系统关键部件模型及系统评价指标

2．1 分布式联供系统关键设备数学模型

2．2 分布式供能系统的评价指标

2．2．1 经济性能评价指标

2．2．2 能耗性能评价指标

2．2．3 环境性能评价指标

2．3 本章小结

第三章 分布式供能系统运行优化方法

3．1 分布式供能系统优化问题简述

3．2 优化算法介绍

3．2．1 遗传算法

3．2．2 模拟退火算法

3．3 解题思路

3．3．1 模型处理

3．3．2 优化算法设计

3．3．3 相关问题的深入研究

3．4 本章小结

第四章 优化实例

4．1 优化对象

4．2 优化结果

4．2．1 冬季典型工况日优化结果

4．2．2 夏季典型工况日优化结果

4．3 优化结果验证

4．4 本章小结

第五章 分布式联供系统运行优化的深入研究

5．1 能源价格对分布式联供系统的影响

5．1．1 天然气价格的影响

5．1．2 购电价格的影响

5．1．3 售电价格的影响

5．2 考虑启动燃料量的分布式联供系统运行优化

5．2．1 算法流程

5．2．2 考虑启动燃料量后优化结果及分析

5．3 引入蓄能器的分布式联供系统运行优化

5．3．1 引入蓄能器后冬季典型工况日优化结果

5．3．2 引入蓄能器后夏季典型工况日优化结果

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文