4。3  本章小结 22

5  算例分析 23

5。1  系统结构和参数 23

5。2  各区域IES独立运行 24

5。3  多区域IES协同运行 25

5。4  本章小结 30

结论 31

致谢 33

参考文献 35

附录A 39

1  绪论

1。1  课题背景及研究意义

能源作为人类社会发展的重要基础，一直是人们关注的焦点。传统的化石能源如石油、煤、天然气有着开采方便、技术成熟、成本低的优点，但存在着储量有限、污染环境的弊端。太阳能、风能等清洁能源的开发利用不仅解决了石油、煤等传统化石能源日趋枯竭的问题，而且缓解了严峻的环境压力[1, 2]。综合能源系统（Integrated Energy System, IES）对能源产生、输送与分配进行统一协调，实现了多种能源（包括传统能源和太阳能、风能等新能源）的综合规划与利用，同时满足了不同形式的能量需求，是未来能源利用方式的重要发展方向[1]。它主要包括能量交换环节（如燃气轮机、锅炉、空调、风力机、光伏单元等）、能量网络（如电网、热力网等）、能量存储环节（如蓄电池、储热槽等）和能量终端（如微网单元、终端用户等）等[1, 3]。论文网

图1 1  综合能源系统示意图

典型的综合能源系统如图1 1所示[3]。从能源角度看，综合能源系统将大电网电能、天然气和分布式发电等多种形式的能源进行统一调度与控制，实现不同种类能源的最优分配，提高能源利用率；从拓扑结构看，综合能源系统以大电网为支撑，以微网为主要形式，将各种分布式设备（包括风力发电、光伏发电、蓄电池等）和负荷（包括居民、工厂和交通工具等）以一定的结构进行连接、组网，包括电网、热力网络、天然气管道网络和氢能网络等。

目前IES的规划与运行通常以单个区域的IES作为研究对象，结合区域负荷特性进行设备选型和能量管理以实现区域最优，但特定区域的负荷特性往往较为单一，在一定程度上制约了IES的优化结果。通过DHC使多个区域的IES互联构成的多区域综合能源系统(Multi-area Integrated Energy System, mIES)，将多个区域冷、热负荷进行耦合，实现多个区域IES的能量交互，使充分利用区域间负荷特性的互补性、实现多区域IES的统一规划、统一设计与协同运成为可能，达到进一步提高能源系统综合效益，实现整体最优的目的。而建立准确的DHC模型及多区域IES运行优化模型是其关键所在。本课题的目标是对热网特性进行建模，结合IES运行优化模型，建立多区域IES经济调度模型。为实现能源利用模式的改变，进一步协调区域间的供能与负荷需求，研究以热网作为热能枢纽的多区域IES具有重要的意义。

1。2  课题研究现状

1。2。1  国内外IES发展进程及现状

1。2。2  IES研究现状

1。3  本文主要工作

本文主要研究了含有热网的多区域IES的运行优化问题，首先分析了分布式单元的原理与模型；建立了热网的通用模型、能量流模型，推导出了热网潮流求解方程；建立了多区域IES的经济调度模型，并通过算例验了证模型的有效性。本文主要内容如下：文献综述

第一章，从当前的能源形势分析了该课题的研究背景与意义；概括了国内外IES的进程及现状，从建模、规划和能量管理三个方面概述了目前国内外IES的研究现状。