基于动态并行竞争的区域冷热能源站多站选址及热力管网规划算法

能源站选址及热力管网规划,是区域冷热能源站规划过程中最值得关注的问题之一。现有能源站选址及热力管网规划算法大多采用“两步法”,将负荷点分配问题与管网布局问题进行割裂处理,使得决策过程中的决策依据不一致,从而导致负荷点分配与管网布局的结果可能并非最优。针对该问题,提出了一种基于动态并行竞争机制的区域能源站多站选址及热力管网规划算法,算法直接对负荷点连接各能源站管网的方式进行比选,同步确定负荷点的归属及相应的管网最优布置方案。算例分析表明,所提出的动态并行竞争算法能够保证负荷点分配问题与管网布局两个问题的决策一致性,从而使规划结果相对于传统“两步法”而言更优。

基于聚类选址的区域能源系统站网布局优化规划

区域能源系统中能源站选址和管网布局规划是影响区域能源系统经济性的重要因素。综合考虑能源站选址、管网布局与负荷分布的特点,提出了基于聚类和最短路径算法的站网布局优化方法。首先,将最短路径权重作为聚类相似性度量,建立站网布局结构模型。然后以系统年均经济成本最小为目标,构架优化目标函数。最后以实际工程案例进行仿真分析,验证了该方法的有效性。所提出的方法可以对区域内能源站数量、选址以及管网布局进行综合优化,为区域能源系统站网布局规划提供理论参考。

考虑多区域互联协同的分布式能源站设备配置及站间管线规划

通过互联管线在多区域能源站间建立能源通路,可以实现不同区域间能源的互联协同与互补互济,提升系统整体的经济与环境效益。因此,首先在单一分布式能源站(distributed energy station,DES)模型的基础上,建立了考虑能量损耗的互联电力线路模型以及基于热能流的互联热力管道模型,并拓展了考虑互联协同的DES综合模型;其次,研究了一种基于改进P-中位模型的DES选址方法,得到了DES互联管线长度以及沿道路建设的最优路径;最后,基于混合整数线性规划建立了一种考虑多区域互联协同的DES设备配置及管线选型规划方法,实现了DES集成各类设备配置、DES间互联管线的选型规划与多区域系统整体运行优化,并通过算例验证了所提方法的合理性与可行性。

基于p-中位模型的区域综合能源系统能源站优化规划

综合能源系统能够实现能源的优化利用,有效提高能源使用效率,缓解环境污染问题。以往对于综合能源系统能源站规划的研究主要集中在设备容量的优化配置方面,较少对能源站位置及管网路径的优化规划进行分析。研究了考虑电、热供应的区域综合能源系统能源站选址及能源传输管网路径优化布局问题。首先,根据p-中位模型建立了能源站选址及管网路径布局的优化规划模型。其次,考虑能源站、管网设备初始投资及施工费用,建立了区域综合能源系统投资费用模型。最后,基于枚举法提出了一种改进求解方法对规划模型进行求解,并以某园区为实例进行仿真分析,验证了所提模型及方法的有效性。

考虑区域综合能源系统拓扑特性的能源站和管线规划

为科学指导区域综合能源系统中能源站的建设数量、位置以及供能管线布局,研究了考虑区域综合能源系统拓扑特性的能源站和管线规划方法。首先总结了区域综合能源系统的拓扑特性,根据城市规划方案和地理信息系统获得可供选择的能源站站址和管线通道。进而基于能流平衡约束和热网特性建立能源系统的拓扑描述模型,以初期投资建设和后期运行成本最小化为目标,建立能源站和供能管线布局规划模型,并利用正交多项式逼近等方法对优化模型进行合理的简化处理。算例分析结果表明所提方法可得到更为经济的规划方案。

区域能源规划中站网布置优化设计方法研究与应用

为解决区域能源规划中能源站选址和管网规划的耦合问题,从整体规划角度出发,基于城市规划的功能地块分布特点和用户负荷特性,构建了区域分布式能源系统(Regional Distributed Energy System,RDES)的'站—网'一体化布局模型。提出了基于最小生成树思想的布网选址算法,在遍历解集空间中所有可行解基础上得到确定的最优解,确定了区域内最优的能源站数量、站址和容量以及能源站至负荷点输送管网的最优路径。最后,通过实际工程案例验证了所构建站网布局模型与布网选址的可行性与合理性,为区域能源规划的站网规划提供了理论参考。