综合能源建模与优化
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天津武清
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作者杨东升 胡博 周博文
出版社机械工业出版社
ISBN9787111694618
出版时间2022-03
装帧平装
开本16开
定价59元
货号29381242
上书时间2024-12-10
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商品详情
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前言
随着化石能源过度消费和自然环境问题恶化，推进国家能源转型、构建综合能源系统势在必行。推动能源变革转型，解决我国能源发展深层次的矛盾和问题，关键是要打造以清洁主导、电为中心、互联互通的中国能源互联网，实现能源生产从“一煤独大”向清洁主导的转变，能源消费从化石能源为主向电为中心的转变，能源配置从就地平衡向大范围互联互通的转变。随着能源绿色转型的加速，电、热、气、交通等能源之间的耦合越来越强，综合能源系统作为综合了能源生产、输送和消费的复杂系统，通过使用清洁能源替代传统化石能源，优化能源供应模式，能够有效减少化石燃料的消耗量，并降低社会发展对传统化石燃料的依赖性。为了提高能源利用效率，实现清洁能源规模化开发，提高社会能源供用灵活性与安全性，亟需推动我国能源结构转型，构建综合能源系统，因此，本书在综合能源系统的通用建模、运行优化、仿真计算等方面开展相关研究。全书共分为7个章节。第1章概述了综合能源系统的含义、发展历程、综合能源建模和优化技术。第2章介绍了综合能源系统的典型设备模型、供能网络模型以及综合能源枢纽模型，典型设备模型包括发电单元模型、负荷单元模型和储能单元模型，供能网络模型包括电力网络、热力网络、天然气网络和交通网络模型，综合能源枢纽模型包括能源转换模型、能源存储模型等。第3章阐述了综合能源系统优化的两类主要求解方法：数学优化精确算法和智能优化算法，为后续对综合能源系统的运行优化求解奠定了基础。第4章介绍了能源枢纽、电—气综合能源系统、电—热综合能源系统以及电—气—热综合能源系统的配置优化，设计了合理的优化配置方案，实现对不同综合能源系统的配置。第5章介绍了能源枢纽、电—气综合能源系统、电—热综合能源系统以及电—气—热综合能源系统的运行优化，通过优化各种综合能源系统的运行状态，满足系统稳定、经济运行的同时，提高能源利用效率。第6章介绍了综合能源系统的效益评价体系，概述了经济、安全、环境、社会效益四种评价指标和TOPSIS法、层次分析法、模糊综合评价方法三种评价方法。第7章介绍了典型综合能源系统案例，着眼于近些年来各地区综合能源系统的建设，可为我国未来能源系统的发展提供可行之路。本书由东北大学杨东升教授、张化光教授、周博文副教授编写，本书内容若有不到和不妥之处，恳请读者见谅并予以指正！
编者
导语摘要
本书通过分析我国经济、环境、资源及技术等因素并结合我国现有的能源体制情况，阐述了建设综合能源系统对推进我国能源系统转型的重要性。书中重点介绍了综合能源建模和优化相关理论与技术，包括综合能源系统概述以及综合能源系统的建模、优化求解方法、配置优化、运行优化、效益评价体系、典型案例这7个方面的内容。本书旨在解决综合能源系统目前所面临的能源利用率低、能源风险高等问题。
本书可以为能源动力专业学生提供理论参考，同时也可供能源电力行业从业者以及相关科研工作者参考。
目录
目录
前言
第1章综合能源系统1
1.1综合能源系统概述1
1.1.1什么是综合能源系统1
1.1.2综合能源和传统能源的区别1
1.1.3综合能源系统亟需解决的问题2
1.1.4综合能源系统的建设目的5
1.2综合能源发展历程7
1.2.1综合能源技术国内发展历程7
1.2.2综合能源技术国外发展历程8
1.3综合能源建模与优化技术9
1.3.1综合能源系统建模9
1.3.2综合能源系统优化9
1.4小结10
第2章综合能源系统的建模11
2.1综合能源系统典型设备模型11
2.1.1供能设备模型11
2.1.2用能设备模型15
2.1.3能源存储设备模型18
2.2综合能源供能网络模型20
2.2.1电力网络模型21
2.2.2热力网络模型21
2.2.3天然气网络模型22
2.2.4交通网络模型22
2.3综合能源枢纽模型23
2.3.1能源转换模型24
2.3.2能源存储模型28
2.3.3考虑需求响应的能量枢纽模型30
2.4小结31
第3章综合能源系统优化求解方法32
3.1数学优化算法32
3.1.1拉格朗日松弛法32
3.1.2内点法33
3.1.3线性规划法34
3.1.4分支定界法34
3.2智能优化算法35
3.2.1蚁群算法35
3.2.2模拟退火算法37
3.2.3神经网络算法39
3.2.4禁忌搜索算法41
3.2.5粒子群算法41
3.2.6遗传算法43
3.3小结44
第4章综合能源系统配置优化45
4.1能源枢纽配置优化45
4.1.1目标函数45
4.1.2约束条件48
4.1.3优化求解49
4.1.4算例分析52
4.2电气综合能源系统配置优化55
4.2.1目标函数55
4.2.2优化求解56
4.2.3算例分析57
4.3电热综合能源系统配置优化61
4.3.1目标函数62
4.3.2约束条件63
4.3.3优化求解64
4.3.4算例分析65
4.4电热气综合能源系统配置优化70
4.4.1目标函数70
4.4.2约束条件70
4.4.3优化求解70
4.4.4算例分析72
4.5小结75
第5章综合能源系统运行优化76
5.1能源枢纽运行优化76
5.1.1目标函数76
5.1.2约束条件76
5.1.3优化求解78
5.1.4算例分析78
5.2电气综合能源系统运行优化85
5.2.1目标函数85
5.2.2约束条件86
5.2.3优化求解87
5.2.4算例分析88
5.3电热综合能源系统运行优化91
5.3.1目标函数92
5.3.2约束条件93
5.3.3算例分析95
5.4电气热综合能源系统运行优化114
5.4.1目标函数115
5.4.2约束条件116
5.4.3优化求解118
5.4.4算例分析120
5.5小结127
第6章综合能源系统效益评价体系128
6.1综合能源系统综合效益分析128
6.2综合能源系统效益评价指标129
6.2.1经济效益评价指标129
6.2.2安全效益评价指标129
6.2.3环境效益评价指标130
6.2.4社会效益评价指标130
6.3综合能源系统效益评价方法131
6.3.1TOPSIS法131
6.3.2层次分析法133
6.3.3模糊综合评价方法137
6.4综合能源系统效益评价案例139
6.5小结150
第7章典型综合能源系统案例151
7.1中央创新区151
7.1.1资源分析151
7.1.2用能负荷预测分析153
7.1.3配置方案研究161
7.1.4能源站负荷汇总163
7.1.5综合能源投资及收益分析164
7.2农村166
7.2.1基本用能情况166
7.2.2用能负荷预测分析166
7.2.3优化策略研究167
7.3医院173
7.3.1基本用能情况173
7.3.2用能负荷预测分析173
7.3.3配置方案研究175
7.4海岛184
7.4.1资源分析184
7.4.2用能负荷预测分析186
7.4.3优化策略研究187
7.5小结190
参考文献191
内容摘要
本书通过分析我国经济、环境、资源及技术等因素并结合我国现有的能源体制情况，阐述了建设综合能源系统对推进我国能源系统转型的重要性。书中重点介绍了综合能源建模和优化相关理论与技术，包括综合能源系统概述以及综合能源系统的建模、优化求解方法、配置优化、运行优化、效益评价体系、典型案例这7个方面的内容。本书旨在解决综合能源系统目前所面临的能源利用率低、能源风险高等问题。
本书可以为能源动力专业学生提供理论参考，同时也可供能源电力行业从业者以及相关科研工作者参考。
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