电力系统整体能效建模与用电优化研究

摘要

随着电力节能减排在我国的快速发展，社会对节能减排技术优化控制策略的需求愈来愈高，对其节能效果的评价要求越来越精细化，但由于新技术的引入我国相对较晚，尚缺乏用于实际工程评价的标准化的通用准则和理论，这一定程度制约了电力节能减排的发展。因此，对电力节能改造评价的实用能效评估方法、需求侧蓄能用电技术的节能评价优化以及电力系统能效资源的综合优化的探索研究有着重要的意义。
　　本文通过电力系统整体能效的建模对用电侧能效评估方法、蓄能用电技术的节能评价以及能效资源的综合优化等问题进行了研究。
　　首先，本文从电力系统基本原理入手，基于最优潮流理论，提出并推导了表征电力系统整体能效的节点煤耗模型，基于MATPOWER工具包进行了编程实现了该指标的求解，并结合具体算例，对该指标的时空特性、自适应性进行了研究分析。
　　其次，从设备的基本原理入手，对三相异步电机的能效评估模型进行了推导和简化，提出了一种基于人工神经网络的实用设备能效评估方法，并结合具体的仿真数据探索分析了其实际应用时不同数据采集情况下的结果准确性;在设备能效评估基础上，提出了有效能、综合能效等级2种直观评价指标用以用户综合能效的评估。
　　然后，从蓄能用电系统原理出发，总结并提出了蓄能用电的数学模型及常规控制策略，采用本文提出的节点煤耗指标从电力系统整体角度对蓄能用电系统的节能性进行了评价，并在此基础上提出了蓄能用电系统节能优化模型，以算例形式分析了该模型与常规经济优化控制模型在节能效果和经济性上的差异。
　　最后，以电力系统整体能效模型为基础，分析了电力系统各部分能效损耗的分布;在研究了电力系统各环节的6个主要因素对于整体能效的影响的基础上提出了电力系统能效资源的综合优化模型，并结合算例验证了该模型的有效性。

目录

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摘要

图目录

表目录

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电力系统整体能效评估

1．2．2 电力系统用电侧能效评估

1．2．3 蓄能用电技术

1．3 本文的主要工作

第二章 电力系统整体能效建模

2．1 电力系统整体能效定义

2．2 电力系统节点煤耗模型

2．2．1 基于OPF的节点煤耗计算模型

2．2．2 节点煤耗模型求解方法

2．2．3 节点煤耗的自适应性研究

2．3 算例分析

2．3．1 节点煤耗解算

2．3．2 节点煤耗自适应性分析

2．4 本章小结

第三章 电力系统用电侧能效建模

3．1 设备能效评估

3．1．1 设备能效计算模型

3．1．2 设备能效计算简化模型

3．1．3 工商业现场设备能效评估方法研究

3．2 综合能效评估

3．2．1 有效能法

3．2．2 综合能效等级法

3．2．3 单耗法

3．3 算例分析

3．3．1 设备能效计算分析

3．3．2 基于ANN的设备概率能效分析

3．4 本章小结

第四章 需求侧蓄能用电技术节能评价及用电优化

4．1 蓄能用电技术数学模型及控制方法

4．1．1 蓄能用电技术数学模型

4．1．2 蓄能用电技术控制方法

4．2 蓄能用电技术节能评价

4．3 蓄能用电技术节能优化控制方法

4．4 算例分析

4．4．1 蓄能用电系统节能评价分析

4．4．2 蓄能用电技术节能优化控制

4．5 本章小结

第五章 电力系统能效资源综合优化

5．1 电力系统整体能效分布分析

5．2 电力系统整体能效影响因素分析

5．2．1 发电侧因素

5．2．2 输配电网因素

5．2．3 用电侧因素

5．3 电力系统能效资源综合优化模型

5．4 算例分析

5．4．1 能效分布分析

5．4．2 影响因素分析

5．4．3 能效资源综合优化分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间发表的论文和参与的课题