能源服務網絡中的分布式能源模擬 9787111571582 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Salavador Acha 著

圖書標籤:

• 分布式能源
• 能源服務網絡
• 模擬
• 電力係統
• 能源互聯網
• 優化
• 算法
• 建模
• 能源管理
• 智能電網

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111571582

商品編碼：29797298023

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-11-01

圖書基本信息
圖書名稱	能源服務網絡中的分布式能源模擬	作者	Salavador Acha
定價	69.00元	齣版社	機械工業齣版社
ISBN	9787111571582	齣版日期	2017-11-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝-膠訂
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

《能源服務網絡中的分布式能源模擬》介紹瞭一種對含嵌入式技術的能源服務網絡進行集成穩態優化的建模框架。書中開發的新模型稱為時間協調優化潮流（TCOPF）模型，此模型可通過一係列必要步驟計算天然氣和電力網絡的優化能流，同時計算插電式混閤動力汽車（PHEV）和熱電聯産（CHP）裝置的優化調度。因此，TCOPF工具可以管理及協調配電網運營商和分布式能源之間的相互關係。 《能源服務網絡中的分布式能源模擬》中對分布式能源係統應當遵循的優化調度模式進行瞭描述，這種模式有望改善城市能源服務網絡的性能。集成建模為希望有效協調分布式能源運行與能源公用事業運營策略的利益相關方提供瞭一個新的視角。結尾，本書結閤用於模擬PHEV行駛狀況的基於agent的模型對TCOPF模型框架進行瞭擴展，以便更好地評估PHEV所代錶的負載靈活性。 綜上，為開發由多種能源基礎設施與嵌入式分布式能源集成的綜閤模型，《能源服務網絡中的分布式能源模擬》涵蓋瞭電力係統工程師所需要關注的各類關鍵元素。

作者簡介

Salvador Acha 是英國帝國理工學院的研究員，也是帝國理工-森寶利集團閤作研究團隊的帶頭人。該閤作旨在達成兩個目標：在超市實施智能控製以提高能效，同時通過整體的能源投資決策可持續地減少森寶利的碳足跡。團隊主要圍繞能效策略、能源模擬及預測、低碳路綫圖進行研究。Acha博士的研究領域包括智能電網架構、插電式混閤動力汽車推廣、分布式能源資源優化管理、能源預測和環境報告。

目錄

目 錄 譯者序 原書序 原書前言 縮略語錶 符號錶 章能源資源、基礎設施和轉換技術有效管理所麵臨的挑戰1 1.1全球城市化和能源係統效率1 1.2城市能源係統的演變5 1.3能源係統的綜閤管理8 第2章集成建模綜述12 2.1關於分布式能源的建模問題12 2.1.1分布式發電麵臨的挑戰12 2.1.2熱電聯産技術對電網的影響14 2.1.3PHEV技術對電網的影響17 2.2模擬多能源網絡的方法22 2.2.1多聯産分析22 2.2.2綜閤能源運輸係統22 2.2.3能源樞紐建模23 2.2.4天然氣和電力的一體化研究24 第3章能源服務網絡建模26 3.1電網建模26 3.1.1電力係統的基本原理26 3.1.2定義電力潮流問題27 3.1.3節點公式和導納矩陣28 3.2天然氣網絡建模31 3.2.1天然氣係統的基本原理31 3.2.2定義天然氣潮流問題32 3.2.3節點公式和關聯矩陣33 3.3能源服務網絡類比36 3.3.1部件和變量的建模36 3.3.2牛頓-拉夫遜算法37 3.3.2.1電力係統的雅可比矩陣38 3.3.2.2天然氣係統的雅可比矩陣39 3.3.2.3潮流總結41 第4章能源服務網絡中嵌入式技術的建模43 4.1有載分接開關（OLTC）變壓器的建模43 4.1.1OLTC變壓器的基本原理43 4.1.2OLTC模型方程45 4.2壓縮機站建模47 4.2.1壓縮機站的基本原理47 4.2.2壓縮機模型方程48 4.3熱電聯産技術建模49 4.3.1熱電聯産機組的基本原理49 4.3.2含熱電聯産天然氣網絡的節點公式56 4.3.3儲熱管理方程58 4.4PHEV技術建模60 4.4.1PHEV的基本原理60 4.4.2含PHEV電網的節點公式68 4.4.3電化學儲能管理方程70 第5章能源服務網絡的時序優潮流73 5.1TCOPF問題概述73 5.1.1問題描述73 5.1.2優化求解75 5.1.3TCOPF工具的輸入數據和假設77 5.2TCOPF的目標函數78 5.2.1即插即忘78 5.2.2燃料成本78 5.2.3能量損失78 5.2.4能源成本79 5.2.5綜閤目標79 5.3TCOPF的數學公式79 5.3.1目標函數的公式79 5.3.1.1即插即忘情景80 5.3.1.2燃料成本小化情景80 5.3.1.3能量損失小化情景80 5.3.1.4能源成本小化情景80 5.3.1.5多目標小化情景（如現貨價格成本與排放成本）81 5.3.2約束條件82 5.3.2.1關於電網82 5.3.2.2關於天然氣網82 5.3.2.3關於嵌入電網的PHEV83 5.3.2.4關於嵌入天然氣網絡的熱電聯産裝置83 5.3.3TCOPF問題和求解的特性84 第6章能源服務網絡中的分布式能源優化：案例分析86 6.1TCOPF能源服務網絡案例研究86 6.1.1輸入數據和假設86 6.1.2案例研究和能源係統參數的說明89 6.2技術-經濟性結果93 6.2.1概述93 6.2.2集成與非集成係統94 6.2.3天然氣網絡96 6.2.4熱電聯産技術100 6.2.5電網107 6.2.6PHEV技術110 6.3結果綜述116 第7章能源服務網絡中電動汽車流動性的建模119 7.1PHEV流動性的建模119 7.1.1建模方法119 7.2基於agent的模型與潮流模型的綜閤120 7.2.1車輛基於agent的模型121 7.2.2PHEV的優化潮流公式122 7.2.2.1PHEV充電成本小化情景123 7.3PHEV充電的ABM-TCOPF案例研究124 7.3.1輸入數據和假設124 7.3.1.1駕駛員資料124 7.3.1.2PHEV特性124 7.3.1.3城市布局124 7.3.1.4電力負載資料和網絡特性125 7.3.2案例研究和能源係統參數126 7.4技術-經濟性結果127 7.4.1基於agent的模型結果127 7.4.2優化潮流模型結果130 第8章結束語134 8.1總結和貢獻134 8.2研究的受益者136 8.3未來的研究方嚮137 附錄139 附錄A城市群數據139 附錄B英國的能流分析140 附錄C電力負載潮流代碼142 附錄D天然氣負載潮流代碼145 附錄E有載分接開關偏導數147 附錄F標幺值148 附錄GKKT優化條件149 附錄H牛頓迭代法149 參考文獻151

編輯推薦

《能源服務網絡中的分布式能源模擬》內容源於英國帝國理工學院BP城市能源係統項目。《能源服務網絡中的分布式能源模擬》呈現瞭項目過程中非常有趣和創新的一部分研究成果，即圍繞包括需求中心、插電式混閤動力汽車、熱電聯産和能源服務（燃氣和電力）網絡在內的混閤城市能源係統的運行優化開發齣的復雜工具。書中對這一工具的開發過程進行瞭描述，通過文字描述示範瞭同時考慮能源係統的多個方麵如何帶來收益，並展示瞭如何將該工具與采用新技術後引發的對未來需求模式的前瞻性仿真相結閤。總而言之，《能源服務網絡中的分布式能源模擬》代錶瞭嚮智能、高效的未來城市能源係統過渡的一個重要裏程碑，可以為工程師解決復雜的跨學科能源問題提供啓發和思路。

文摘

序言

智慧能源浪潮下的新篇章：分布式能源係統構建與運營的深度探索 當前，全球能源格局正經曆一場深刻的變革。傳統的集中式、高碳能源體係麵臨著嚴峻的挑戰，而以可再生能源為代錶的分布式能源（Distributed Energy Resources, DERs）正以前所未有的速度崛起，成為構建清潔、高效、可靠未來能源體係的關鍵。本書並非聚焦於某一特定領域的模擬技術，而是緻力於勾勒齣一幅更為宏大且貼近現實的能源服務網絡藍圖，深入探討如何將這些分散的力量有效整閤，構建一個互聯互通、智能協同的能源服務生態係統，並為其運營和優化提供堅實的理論基礎與實踐指導。 第一章：分布式能源的時代召喚與技術基石 本章將首先迴顧能源發展史上的關鍵轉摺點，闡述為何分布式能源已成為不可逆轉的時代潮流。我們將深入剖析分布式能源的內涵與外延，涵蓋太陽能光伏、風力發電、小型水電、生物質能、地熱能以及儲能技術（如鋰離子電池、飛輪儲能等）等多元化組成部分。同時，本章將重點介紹支撐分布式能源並網和係統運行的關鍵技術，包括但不限於： 微電網技術： 探討微電網的架構、運行模式（孤島運行與並網運行）、控製策略以及在提升區域能源獨立性和韌性方麵的作用。 先進電力電子技術： 介紹高性能變流器、開關技術在實現分布式能源高效接入、功率控製和電能質量改善中的核心地位。 通信與信息技術： 強調物聯網（IoT）、邊緣計算、5G通信等在實現設備互聯、數據采集、實時監控和遠程調度方麵的關鍵作用。 先進傳感與計量技術： 闡述智能電錶、傳感器網絡在精確度量分布式能源發電量、負荷需求和電網狀態中的重要性。 第二章：能源服務網絡的係統構建：互聯互通的智慧樞紐 在本章中，我們將跳齣對單一分布式能源節點的孤立研究，將視角拓展至整個能源服務網絡。我們將詳細闡述構建這樣一個復雜網絡的關鍵要素與設計原則： 網絡拓撲與連接方式： 分析不同分布式能源節點的空間分布、連接模式（如點對點、星型、網狀）及其對網絡性能的影響。 能量路由器與協調控製： 探討能量路由器在不同能源節點之間進行能量交換、分配和優化的功能，以及實現全局最優運行的協調控製策略。 標準與互操作性： 強調製定統一的通信協議、數據格式和接口標準對於實現不同設備、係統和平颱之間的無縫對接至關重要，從而打破信息孤島。 虛擬電廠（VPP）的概念與實踐： 深入解析虛擬電廠如何聚閤分散的分布式能源資源，形成一個具有規模效應的虛擬發電廠，參與電網調度和輔助服務市場。 能源互聯網的願景與路徑： 描繪能源互聯網的宏偉藍圖，探討其在實現能源的優化配置、高效利用和綠色轉型中的核心價值。 第三章：分布式能源服務網絡的智能運營與優化 擁有一個構建完善的能源服務網絡隻是第一步，如何使其高效、可靠、經濟地運行是本書的另一個核心關注點。本章將聚焦於分布式能源服務網絡的智能運營與優化策略： 負荷預測與生成預測： 探討先進的預測算法，包括時間序列分析、機器學習模型（如LSTM、GRU）等，用於準確預測用戶的用電需求和分布式能源（如太陽能、風能）的發電量，為調度決策提供依據。 智能調度與需求側響應： 研究如何利用預測信息，結閤電網實時狀態，進行最優的能量調度，包括分布式能源的發電計劃、儲能係統的充放電策略以及引導用戶參與需求側響應（Demand Response, DR），通過價格信號或激勵機製調整用電行為。 市場機製與交易模式： 分析在分布式能源廣泛接入的背景下，新型電力市場的設計與運作。探討點對點（P2P）電力交易、社區能源交易、輔助服務市場等模式，以及如何為分布式能源生産者和消費者創造價值。 風險管理與可靠性保障： 針對分布式能源的間歇性和波動性，研究如何通過多元化能源組閤、儲能協同、智能互聯以及故障診斷與自愈機製，提升能源供應的可靠性和係統的魯棒性。 數據分析與性能評估： 強調對網絡運行數據進行深度挖掘，利用大數據分析和可視化技術，對網絡的性能進行持續監測、評估和優化，發現潛在問題並提齣改進方案。 第四章：用戶參與與價值共享：構建和諧的能源生態 分布式能源的發展不僅是技術的革新，更是能源消費模式的轉變。本章將深入探討用戶在能源服務網絡中的角色及其價值： 用戶能源管理係統（UEMS）： 介紹用戶側智能設備和係統的作用，如何幫助用戶更有效地管理自身的能源消耗和分布式能源的生産。 能源眾包與共享經濟： 探討分布式能源資源的共享經濟模式，如屋頂光伏的餘電上網、社區儲能的共享使用等，如何促進資源的優化配置和普惠。 激勵機製與行為引導： 研究不同類型的激勵機製（如綠色電力證書、碳積分、參與電網調度的經濟補償等），如何有效引導用戶投資分布式能源、參與需求側響應，並積極擁抱能源轉型。 能源服務模式創新： 探討基於分布式能源的各類創新能源服務模式，如能源閤同管理、智能傢居能源解決方案、區域能源優化服務等，為用戶提供更便捷、經濟、綠色的能源體驗。 公眾參與與政策推動： 強調提升公眾對分布式能源的認知度，鼓勵公眾積極參與能源決策和建設，以及政策法規在推動分布式能源發展和構建和諧能源生態中的重要作用。 第五章：未來展望與挑戰：邁嚮可持續的能源新紀元 在本書的最後，我們將對分布式能源服務網絡的未來發展趨勢進行展望，並探討當前麵臨的挑戰以及應對策略： 能源數字化與智能化升級： 預測人工智能、區塊鏈、數字孿生等前沿技術在能源領域的深度融閤，推動能源係統的智能化水平邁嚮新高度。 跨界融閤與多能協同： 探討分布式能源與其他能源形式（如氫能、熱能）以及其他基礎設施（如電動汽車充電網絡）的融閤，實現係統性的能源優化。 政策法規的演進與完善： 分析隨著分布式能源的普及，現有能源政策法規可能麵臨的挑戰，以及未來需要進行的調整和創新。 網絡安全與數據隱私： 強調在高度互聯的能源服務網絡中，保障網絡安全、數據隱私和信息不被濫用的重要性，並提齣相應的防護措施。 公平與包容的能源轉型： 探討如何在能源轉型過程中，兼顧不同社會群體的利益，確保能源的可負擔性，實現公正、包容的能源發展。 本書旨在為能源行業的從業者、研究人員、政策製定者以及對未來能源感興趣的讀者，提供一個全麵、深入、係統的視角，幫助理解和把握分布式能源服務網絡的發展脈絡、核心技術、運營模式和未來趨勢。我們相信，通過對這些關鍵要素的深刻理解和有效實踐，我們能夠共同構建一個更加清潔、高效、可靠、智能的未來能源體係，為可持續發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的感受是它的“時代感”和“前瞻性”。它完美捕捉到瞭當前能源係統正經曆的範式轉換，並提供瞭一套描述和分析這種轉換的強大工具箱。不同於許多停留在描述當前技術狀態的文獻，這本書大量引用瞭最新的研究成果，尤其是關於去中心化治理和邊緣計算在能源調度中的潛力探討。作者在討論技術可行性的同時，也並未迴避其潛在的社會和經濟影響，例如，對分布式能源參與者行為激勵機製的分析，就展現瞭作者對跨學科議題的敏感度。整本書的文字風格非常自信且充滿洞察力，很少使用模棱兩可的詞匯，而是用精準的術語勾勒齣復雜的物理和信息交互過程。對於任何希望站在行業前沿，參與到下一代能源基礎設施設計中的專業人士來說，這本書無疑是一份極具價值的投資。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一份邀請函，邀請讀者共同參與到這場深刻的能源革命的理論構建與實踐探索之中。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和標題都透露齣一種嚴謹的學術氣息，讓人不禁對手冊的深度和廣度抱有很高的期待。我印象最深的是它對於復雜係統建模的細緻入微的處理。作者似乎非常擅長將那些抽象的、難以捉摸的能源流動和網絡拓撲結構，轉化為一套清晰、可操作的數學框架。閱讀過程中，我多次被那種層層遞進的邏輯推導所摺服，尤其是在討論多目標優化和風險評估的部分，那種對現實世界不確定性的深刻洞察力，絕非一般教材所能企及。它不僅僅停留在理論的層麵，還穿插瞭大量實際案例的分析，這些案例的選擇非常巧妙，幾乎涵蓋瞭當前能源轉型中遇到的所有關鍵挑戰，比如微電網的穩定性、需求側響應的激勵機製設計等。對我個人而言，最大的收獲在於它提供瞭一種看待能源基礎設施的全新視角——不再是孤立的發電廠和電網，而是一個由無數相互依賴的“智能節點”構成的動態有機體。全書的語言風格屬於那種精煉且信息密度極高的類型，需要讀者投入相當的專注力去消化每一個公式和圖錶，但這種付齣絕對是值得的，因為它為你構建瞭一個堅實的理論基石，讓你有能力去設計和評估未來的能源解決方案。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀體驗更像是一次深入的智力探險，而非輕鬆的知識獲取之旅。它對“分布式”這一概念的詮釋，遠比我預想的要深刻得多，它探討的不是簡單的分散式發電，而是如何通過先進的控製算法和信息技術，實現係統層麵的協同和韌性。我特彆欣賞作者在介紹不同仿真工具和平颱時的客觀性，他們沒有偏袒任何一種技術路綫，而是清晰地列齣瞭每種方法的優勢、局限性以及適用的場景，這對於我這種需要進行技術選型和路綫規劃的工程師來說，簡直是教科書級彆的指南。書中關於“網絡效應”的討論尤其引人深思，當越來越多的異構能源設備接入網絡時，傳統集中式管理的弊端如何被放大，以及分布式智能如何去緩解這些壓力，這些內容的闡述邏輯流暢，論證有力。我甚至覺得，這本書更像是為下一代能源係統架構師準備的藍圖，它沒有直接給齣“答案”，而是提供瞭一整套提問和分析問題的科學方法論。讀完之後，我發現自己對能源政策的解讀也變得更加批判性和多維度瞭。

評分☆☆☆☆☆

從內容組織來看，作者對邏輯結構的掌控達到瞭爐火純青的地步。他們似乎遵循著一個“由錶及裏、由宏觀到微觀”的完美路徑。開篇宏觀地勾勒齣全球能源轉型的宏大背景和挑戰，然後迅速聚焦到“分布式能源”這個核心，接著層層深入到具體的建模技術、優化算法，最後落腳於實際應用中的驗證與評估。這種結構安排，讓讀者能夠始終把握住研究的全局觀，避免在細節中迷失方嚮。書中對不同時間尺度下的動態過程分析，如超短期預測與長期規劃的耦閤處理，顯示齣作者深厚的功底。我個人非常欣賞它對“不確定性量化”的重視，這一點在可再生能源滲透率日益提高的當下，是任何有效規劃都繞不開的核心難題。作者沒有采用一筆帶過的處理方式，而是用幾章的篇幅詳細闡述瞭不同的概率分布模型和濛特卡洛模擬的應用，這對於提升我們決策的可靠性具有實際指導意義。這本書提供的不僅僅是知識，更是一種嚴謹的、麵嚮未來的工程思維範式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的專業性之強，讓我一度感到自己需要不斷查閱背景資料纔能跟上作者的思路，但這恰恰證明瞭其內容的權威性和前沿性。我尤其關注到其中關於“信息物理係統”（CPS）在能源領域應用的章節，作者對數據安全、通信延遲對實時控製帶來的影響進行瞭深入的量化分析，這一點在很多同類書籍中是被忽略的“軟肋”。他們不僅提齣瞭問題，還給齣瞭基於博弈論和魯棒控製的解決方案，這種跨學科的融閤是現代工程領域最寶貴的財富。閱讀過程中，我發現書中的插圖和流程圖製作得極為精良，復雜的交互關係通過圖形化的方式得到瞭極佳的展現，大大降低瞭對抽象概念的理解門檻。雖然文字部分略顯晦澀，但輔以這些清晰的圖示，使得整體的知識傳遞效率非常高。它不是一本讓你快速入門的書，而是一本在你已經有一定基礎後，幫助你實現質的飛躍的“內功心法”。對於有誌於在能源互聯網和智能電網領域深耕的人來說，這本書絕對是案頭必備的參考資料，經得起反復推敲和查閱。