基于双层规划的分布式能源系统供能网络构建模型研究.pdf

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1、第18卷第9期中国矿业Vo1．18．No．92009年9月CHINAMININGMAGAZINESeptember．2009的∞∞”叫基于双层规划的分布式能源系统供能网络构建模型研究魏海蕊，董明～一～～一～一～(上海交通大学安泰经济与管理学院，上海200052)摘要：以双层规划为理论基础，根据区域客户需求点的地理位置和对电、热一～多能一～源～一流的～一一动～一喜态需础一=一求～一一量，以区域能源系统构建和功能总成本最低位目标函数，建立了区域分布式能源系统网络构建的双层规划模型，对区域分布式能源供应点的数量、产能、位置，以及每个供应点对需求点的热能输送网络进行了规划优化。关键词：分

2、布式能源系统；供能网络；双层规划；k-means聚类算法；禁忌搜索中图分类号：F423文献标识码：A文章编号：1004—4051(2009)09—0108—04Basedonthebi—levelprogrammingfordistributedenerg_詈曼ys一ystem_咖一is．～～一～canbuildamodelofnetworkWEIHai—rui。DONGMing(AntaiCollegeofEconomicsandManagement，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200052，China)一～_呈～一㈨．一一一一～一w，

3、呲分布式能源系统(DES)的核心特征，是位于点基础研究发展计划(含重大科学研究计划)2009或临近电负荷中心、由用户支配管理(与集中式能年度重要支持方向》中，将“多能源互补的冷热电源不同)、优先满足用户自身需求和利益，独立输联共系统基础研究”作为2009年度能源领域的重出电和热(冷)能的系统_】]。它作为低污染排放、大科研支持方向之一。灵活方便、高可靠性和高效率的新型能量生产系1国内外研究现状统，在能源紧缺的环境下显现了独特的优势，已在目前，对分布式能源系统的研究多停留在微观世界各国尤其是欧盟、北美等发达国家迅速发展。的设备技术以及经济绩效分析领域。而分布式能源IEEE经过评估认

4、为，到2010年分布式能源系统系统的宏观规划优化方面，如区域分布式多能源供将占新增发电容量的3O。我国在2000年时，就能中心的选址，以及分布式能源中心到周围用户的已经认识到了分布式能源系统的重要意义，在《关多能源流输送网络规划等，国内少有研究，国外的于发展热电联产的规定》中明确规定：鼓励热电联研究也刚刚起步。分布式多能源流系统的优化是非常复杂的，分为短期优化(通常为一年)和长期优产(CHP)、热电冷联产(CCHP)。并在《国家重化(分布式能源供应点的整个生命周期)。但无论收稿日期：2009—05—24长期还是短期优化，都包含以下两个主要特征：将基金项目：国家自然科学基金项目(7

5、0871077)分布式能源系统看作连续的处于稳定状态的系统，第9期魏海蕊等：基于双层规划的分布式能源系统供能网络构建模型研究lO9为消除设备运行等动态因素的影响，用不低于小时能需求单位分散在给定的规划区域之中，分别用坐为单位的时间刻度离散化处理规划和优化问题；系标记录各个需求点的地理位置。由于一年之中客户统优化模型基于合成黑匣方法，处于其中的变量有对热能、电能的需求呈季节性波动，研究中将客户能源、转化系数、设备利用率，以及系统单元之间能源需求划分为春夏秋冬四个阶段，每个阶段又划的相互关系等口]。分为白天和晚上两个时间段进行分析。为研究方基于以上两点，国外学者对分布式能源系统供便，

6、现对问题进行如下假设：应点产能、布局和运作等方面进行了初步的研(1)每一需求点只划归于一个分布式能源供应究l_3]。Weber，eta1．(2005)l_3提出了基于分离子点，给定分布式能源供应点数量上限。模型(separatedsub—models)求解策略的分布式(2)区域内所有需求点的热能需求，均由区域热能系统的产能和热能输送网络结构的规划方法。内部的分布式能源供应点满足。而电能需求，则既作者首先提出采用遗传算法求解分布式供热系统的可以由区域内部满足，也可以从大电网中购买，大技术类型和产能，在此基础之上，建立了独立的混电网为浮动电价。合整数线性规划模型优化直径给定的热能输送

7、管道(3)采用巡回输热方式，即为降低输热管道的的网络结构。Soderman和Petterson(2006)_4提投建费用，热能输送可以途经其它需求节点，然后出了一个产能、布局和运作的组合优化模型，运用到达目的节点，并忽略管道输送中的热能损耗。其优化模型从提前给定的一组待选能源供应点和分布中，统一输热管道直径为150mm，摩擦系数为式能源技术类型中择优选择。DamianaChinese0．02，热能在管道中的输送速度为4m／s_3]。(2008)r5]针对电、热、冷多能源流的需求，