基本信息
书名:能源服务网络中的分布式能源模拟
定价:69.00元
作者:Salavador Acha
出版社:机械工业出版社
出版日期:2017-11-01
ISBN:9787111571582
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装-胶订
开本:16开
商品重量:0.4kg
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《能源服务网络中的分布式能源模拟》内容源于英国帝国理工学院BP城市能源系统项目。《能源服务网络中的分布式能源模拟》呈现了项目过程中非常有趣和创新的一部分研究成果,即围绕包括需求中心、插电式混合动力汽车、热电联产和能源服务(燃气和电力)网络在内的混合城市能源系统的运行优化开发出的复杂工具。书中对这一工具的开发过程进行了描述,通过文字描述示范了同时虑能源系统的多个方面如何带来收益,并展示了如何将该工具与采用新技术后引发的对未来需求模式的前瞻性仿真相结合。总而言之,《能源服务网络中的分布式能源模拟》代表了向智能、高效的未来城市能源系统过渡的一个重要里程碑,可以为工程师解决复杂的跨学科能源问题提供启发和思路。
内容提要
《能源服务网络中的分布式能源模拟》介绍了一种对含嵌入式技术的能源服务网络进行集成稳态优化的建模框架。书中开发的新模型称为时间协调优化潮流(TCOPF)模型,此模型可通过一系列必要步骤计算天然气和电力网络的优化能流,同时计算插电式混合动力汽车(PHEV)和热电联产(CHP)装置的优化调度。因此,TCOPF工具可以管理及协调配电网运营商和分布式能源之间的相互关系。
《能源服务网络中的分布式能源模拟》中对分布式能源系统应当遵循的优化调度模式进行了描述,这种模式有望改善城市能源服务网络的性能。集成建模为希望有效协调分布式能源运行与能源公用事业运营策略的利益相关方提供了一个新的视角。结尾,本书结合用于模拟PHEV行驶状况的基于agent的模型对TCOPF模型框架进行了扩展,以便更好地评估PHEV所代表的负载灵活性。
综上,为开发由多种能源基础设施与嵌入式分布式能源集成的综合模型,《能源服务网络中的分布式能源模拟》涵盖了电力系统工程师所需要关注的各类关键元素。
目录
目 录
译者序
原书序
原书前言
缩略语表
符号表
章能源资源、基础设施和转换技术有效管理所面临的挑战1
1.1全球城市化和能源系统效率1
1.2城市能源系统的演变5
1.3能源系统的综合管理8
第2章集成建模综述12
2.1关于分布式能源的建模问题12
2.1.1分布式发电面临的挑战12
2.1.2热电联产技术对电网的影响14
2.1.3PHEV技术对电网的影响17
2.2模拟多能源网络的方法22
2.2.1多联产分析22
2.2.2综合能源运输系统22
2.2.3能源枢纽建模23
2.2.4天然气和电力的一体化研究24
第3章能源服务网络建模26
3.1电网建模26
3.1.1电力系统的基本原理26
3.1.2定义电力潮流问题27
3.1.3节点公式和导纳矩阵28
3.2天然气网络建模31
3.2.1天然气系统的基本原理31
3.2.2定义天然气潮流问题32
3.2.3节点公式和关联矩阵33
3.3能源服务网络类比36
3.3.1部件和变量的建模36
3.3.2牛顿-拉夫逊算法37
3.3.2.1电力系统的雅可比矩阵38
3.3.2.2天然气系统的雅可比矩阵39
3.3.2.3潮流总结41
第4章能源服务网络中嵌入式技术的建模43
4.1有载分接开关(OLTC)变压器的建模43
4.1.1OLTC变压器的基本原理43
4.1.2OLTC模型方程45
4.2压缩机站建模47
4.2.1压缩机站的基本原理47
4.2.2压缩机模型方程48
4.3热电联产技术建模49
4.3.1热电联产机组的基本原理49
4.3.2含热电联产天然气网络的节点公式56
4.3.3储热管理方程58
4.4PHEV技术建模60
4.4.1PHEV的基本原理60
4.4.2含PHEV电网的节点公式68
4.4.3电化学储能管理方程70
第5章能源服务网络的时序优潮流73
5.1TCOPF问题概述73
5.1.1问题描述73
5.1.2优化求解75
5.1.3TCOPF工具的输入数据和假设77
5.2TCOPF的目标函数78
5.2.1即插即忘78
5.2.2燃料成本78
5.2.3能量损失78
5.2.4能源成本79
5.2.5综合目标79
5.3TCOPF的数学公式79
5.3.1目标函数的公式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能量损失小化情景80
5.3.1.4能源成本小化情景80
5.3.1.5多目标小化情景(如现货价格成本与排放成本)81
5.3.2约束条件82
5.3.2.1关于电网82
5.3.2.2关于天然气网82
5.3.2.3关于嵌入电网的PHEV83
5.3.2.4关于嵌入天然气网络的热电联产装置83
5.3.3TCOPF问题和求解的特性84
第6章能源服务网络中的分布式能源优化:案例分析86
6.1TCOPF能源服务网络案例研究86
6.1.1输入数据和假设86
6.1.2案例研究和能源系统参数的说明89
6.2技术-经济性结果93
6.2.1概述93
6.2.2集成与非集成系统94
6.2.3天然气网络96
6.2.4热电联产技术100
6.2.5电网107
6.2.6PHEV技术110
6.3结果综述116
第7章能源服务网络中电动汽车流动性的建模119
7.1PHEV流动性的建模119
7.1.1建模方法119
7.2基于agent的模型与潮流模型的综合120
7.2.1车辆基于agent的模型121
7.2.2PHEV的优化潮流公式122
7.2.2.1PHEV充电成本小化情景123
7.3PHEV充电的ABM-TCOPF案例研究124
7.3.1输入数据和假设124
7.3.1.1驾驶员资料124
7.3.1.2PHEV特性124
7.3.1.3城市布局124
7.3.1.4电力负载资料和网络特性125
7.3.2案例研究和能源系统参数126
7.4技术-经济性结果127
7.4.1基于agent的模型结果127
7.4.2优化潮流模型结果130
第8章结束语134
8.1总结和贡献134
8.2研究的受益者136
8.3未来的研究方向137
附录139
附录A城市群数据139
附录B英国的能流分析140
附录C电力负载潮流代码142
附录D天然气负载潮流代码145
附录E有载分接开关偏导数147
附录F标幺值148
附录GKKT优化条件149
附录H牛顿迭代法149
参文献151
作者介绍
Salvador Acha 是英国帝国理工学院的研究员,也是帝国理工-森宝利集团合作研究团队的带头人。该合作旨在达成两个目标:在超市实施智能控制以提高能效,同时通过整体的能源投资决策可持续地少森宝利的碳足迹。团队主要围绕能效策略、能源模拟及预测、低碳路线图进行研究。Acha博士的研究领域包括智能电网架构、插电式混合动力汽车推广、分布式能源资源优化管理、能源预测和环境报告。
文摘
序言
《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个书名,像是一个复杂的谜题,又像是一扇通往未知世界的大门,立刻吸引了我。在我看来,它精准地捕捉了当前能源领域最核心的几个发展趋势。首先,“能源服务网络”这个词,让我联想到一个高度互联、智能化的能源生态系统,它超越了传统的电力传输,更强调能源的灵活性、可靠性和用户体验。这是一种全新的能源供需模式的构建。“分布式能源”则是这场变革的关键玩家,它意味着能源生产的去中心化,让更多的小型、本地化的能源项目得以蓬勃发展,为能源系统的韧性和可持续性注入新的活力。然而,将这些数量众多、类型各异、且运行状态不断变化的分布式能源有效地整合进一个庞大的能源服务网络中,并实现对其整体运行状态的精确“模拟”,绝对是一项艰巨的任务。我热切地希望这本书能够深入探讨这个过程中的挑战与解决方案。它是否会提供一套系统性的方法论,来构建不同类型分布式能源的仿真模型?它又将如何将这些模型整合到能源服务网络的整体仿真框架中?更重要的是,它能否通过具体的案例分析,展示如何利用这些模拟结果来优化能源系统的设计、运行和管理,从而应对未来的能源挑战?这本书,对我而言,是理解这场能源革命精髓的宝贵读物。
评分当我看到《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个书名的时候,我立刻感觉到这本书触及到了一个极其重要且充满挑战的领域。能源服务网络,这个概念本身就蕴含着巨大的潜力和变革力量。它意味着能源的提供将不再是单一的、线性的过程,而是会变得更加多元化、智能化,并且能够根据用户的需求提供定制化的“服务”。而分布式能源,正是这一转变的核心驱动力之一。从家用太阳能板到社区级的储能系统,这些分散的能源单元正在逐渐改变着能源的生产和消费格局。然而,如何有效地将这些分散的、形态各异的能源单元整合起来,形成一个稳定、可靠、高效的“网络”,并实现对其运行状态的精准“模拟”,以进行科学的决策和优化,这绝对是一项巨大的工程。我非常期待这本书能够深入探讨其中的关键技术和方法论。例如,它是否会阐述如何准确地对各种分布式能源进行建模,如何将这些模型融入到宏观的能源服务网络仿真平台中,以及如何通过仿真来评估不同接入场景对电网稳定性的影响,或者如何设计最优的调度策略以最大化整体效益。这本书,在我眼中,是一把解锁未来能源系统复杂性的钥匙。
评分当我注意到《能源服务网络中的分布式能源模拟》这本书时,我立刻意识到它可能触及了当前能源领域一个非常核心且前沿的议题。能源服务网络,这个概念本身就蕴含着巨大的想象空间,它预示着能源供应不再是单一的、封闭的系统,而是演变成一个开放的、互联的、以服务为导向的生态。而分布式能源,作为这场变革的驱动力之一,其重要性不言而喻。从微观上看,它可能是家庭屋顶的太阳能,是社区的储能装置;从宏观上看,它代表着能源生产和消费模式的根本性转变。而“模拟”这个词,则暗示了这本书并非停留在理论层面,而是具备了强大的实践指导意义。在现实世界中,对复杂的能源系统进行直接的试验和调整,往往成本高昂且风险巨大。因此,通过建立精密的数学模型和仿真平台,来预测和评估分布式能源接入能源服务网络后的各种运行状态、潜在问题以及优化策略,显得尤为重要。我非常期待这本书能够深入探讨分布式能源在不同场景下的行为模式,例如在电网波动、负荷变化、甚至极端天气条件下的表现,以及如何通过模拟来优化其接入方式、调度策略以及与传统能源的协同运行。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入了解这场能源革命关键环节的绝佳机会。
评分对于我这样一名在能源行业摸爬滚打多年的从业者来说,一本能够真正触及行业痛点,并提供可行性解决方案的书籍,其价值是无法估量的。《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个书名,一开始就抓住了我的眼球。我们都知道,传统的集中式能源系统正面临着前所未有的挑战,而分布式能源的兴起,更是为能源系统的转型注入了新的活力。然而,将这些分散的、类型各异的能源接入复杂的能源服务网络,并实现高效、稳定、经济的运行,绝非易事。这里面涉及到大量的工程技术、信息技术、经济学以及政策法规等多个层面的问题。特别是“模拟”这个词,让我看到了这本书的实践导向。在现实世界中,对复杂的能源系统进行大规模的实验成本极高,风险也很大。而通过精密的模拟,我们可以预演各种可能出现的场景,评估不同策略的效果,优化系统设计,规避潜在的风险。我特别关注这本书在模拟方法论和具体应用案例方面的内容。例如,它是否探讨了如何构建准确的分布式能源模型,如何将这些模型集成到能源服务网络的整体仿真框架中,以及如何针对特定的应用场景(如微电网的稳定运行、需求侧响应的优化、电动汽车充电网络的管理等)进行仿真分析。我希望这本书能够提供一些清晰的思路和实用的工具,帮助我们更好地理解和驾驭分布式能源带来的机遇与挑战,从而推动能源行业的健康可持续发展。
评分乍一看到《能源服务网络中的分布式能源模拟》这本书的名字,我便被深深吸引。这四个字精准地概括了当前能源行业转型的一个核心方向,也触及了我一直以来非常感兴趣的几个关键点。能源服务网络,这个概念听起来就充满科技感和未来感,它意味着能源不再仅仅是简单的供给,而是与信息技术、市场机制深度融合,形成一个更智能、更灵活、更具服务性的体系。而分布式能源,则是这场革命的基石,它打破了传统能源生产的集中模式,使得能源的生产和消费变得更加多元化和本地化。从小型太阳能发电到储能设备,这些分散的力量如何被有效地整合和管理,是构建高效能源服务网络的关键。最让我感到兴奋的是“模拟”这一环节。我知道,在复杂系统中进行决策,尤其是像能源这样关系到国计民生的重要领域,精准的模拟至关重要。它能够帮助我们预演各种可能发生的场景,评估不同策略的优劣,从而做出最优化、最稳健的决策。我非常期待这本书能够深入剖析分布式能源在能源服务网络中的作用机制,并通过详细的模拟案例,展示如何解决实际应用中遇到的挑战。这本书,对我而言,不仅仅是一本技术指南,更是一扇窥探能源未来发展趋势的窗口。
评分从《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个书名,我立刻感受到一股强烈的时代气息和前沿科技的魅力。在当今世界,能源转型已成为全球共识,而分布式能源的兴起,无疑是这场转型中最具颠覆性的力量之一。它打破了过去能源生产的集中式格局,让能源的生产和消费变得更加灵活和多样化。而“能源服务网络”这个概念,则将分布式能源的潜力推向了一个新的高度,它描绘了一个智能、互联、以用户为中心的未来能源图景。然而,如何将这些分散、动态、且异构的分布式能源有效地融入到一个庞大的、复杂的能源服务网络中,并确保其稳定、高效、经济地运行,绝非易事。这正是“模拟”这项技术大显身手的时刻。我非常期待这本书能够深入地探讨,如何通过精确的数学模型和先进的仿真技术,来理解和预测分布式能源在能源服务网络中的行为。例如,它是否会阐述如何为不同类型的分布式能源(如太阳能、风能、储能设备)建立准确的数学模型?又如何将这些模型集成到一个大型的仿真平台中,来模拟整个能源服务网络的运行?更重要的是,它能否通过这些模拟结果,为我们提供优化系统设计、制定智能调度策略、以及应对突发事件的有力指导?这本书,在我看来,是深入理解和掌握未来能源发展方向的一份不可多得的指南。
评分这本书的封面设计相当引人注目,深邃的蓝色调搭配上抽象的光线和节点,立刻勾勒出一种科技感和未来感。当拿到手里,沉甸甸的质感也预示着内容的分量。我一直对能源领域的发展趋势抱有浓厚的兴趣,特别是近年来分布式能源概念的兴起,让我在阅读和学习过程中充满了探索的欲望。这本书的名字《能源服务网络中的分布式能源模拟》恰好触及了我最关注的几个交叉点:能源服务网络,这个概念本身就蕴含着巨大的变革潜力,它不仅仅是简单的电力输送,更是一种基于信息技术和市场机制的智能化、灵活化的能源供给与消费模式。而“分布式能源”则是这场变革的核心驱动力之一,它意味着能源生产不再集中于大型发电厂,而是分散在用户侧,如屋顶太阳能、小型风电、储能设备等,这不仅能提高能源利用效率,还能增强电网的韧性。最让我好奇的是“模拟”这个词,它表明这本书并非停留在理论探讨,而是深入到实际的应用层面,通过建模和仿真来分析和优化分布式能源在能源服务网络中的运行。我期待能从中看到各种复杂的场景是如何被构建和分析的,例如不同类型分布式能源的接入对电网稳定性的影响,负荷预测的精度如何提升,以及如何通过市场机制来协调和优化这些分散的能源资源,实现整体效益的最大化。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往能源未来世界的大门,让我得以窥见那些正在悄然改变我们生活方式的先进技术和理念。我希望能够从中学习到构建和运行一个高效、可靠、可持续的能源服务网络的关键要素,以及如何利用模拟技术来应对未来的挑战和机遇。
评分《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个书名,一出现就勾起了我的强烈好奇心。在我看来,它准确地抓住了当前能源领域最重要的一个发展脉络。我们正处在一个能源转型的关键时期,从传统的、高度集中的能源供应模式,向更加分散、灵活、智能化的能源服务网络演进。分布式能源,比如屋顶太阳能、小型风电、储能系统等,正以前所未有的速度融入我们的生活和电网。然而,这些分散的能源单元是如何被有机地组织起来,形成一个统一、高效的“网络”?又如何在其中提供“服务”?这是一个复杂的问题。而“模拟”二字,则让我看到了这本书的实用价值。在现实世界中,对复杂的能源系统进行大规模的实验,不仅成本高昂,而且风险很大。通过数学建模和计算机仿真,我们可以有效地预测和评估各种分布式能源接入的影响,优化系统设计,制定灵活的运行策略。我尤其期待书中能够深入探讨如何构建精确的分布式能源模型,如何将这些模型集成到能源服务网络的整体仿真框架中,以及如何利用这些模拟结果来解决诸如电网稳定性、资源优化配置、以及市场互动等实际问题。这本书,在我看来,是一本能够帮助我们理解和驾驭能源未来发展的必读书籍。
评分初次看到《能源服务网络中的分布式能源模拟》这本书名,我脑海中立刻浮现出一幅画面:一个由无数个小型的、分布式的能源节点组成的庞大网络,这些节点可以是屋顶的太阳能板、社区的风力发电机,甚至是家中的储能设备,它们通过先进的信息技术和通信协议连接在一起,形成一个高度智能化、灵活化的能源服务体系。传统的能源系统往往是“自上而下”的,而分布式能源的兴起,则带来了“自下而上”的变革力量,它不仅能够提高能源的就地消纳率,减少输配电损耗,更能增强电网的鲁棒性和抗干扰能力。然而,如何将这些异构的、动态的分布式能源资源有效地整合到“能源服务网络”中,并实现对其运行状态的精准“模拟”,从而进行优化调度和管理,是当前能源领域面临的重大挑战。我非常期待这本书能够深入探讨分布式能源在能源服务网络中的关键技术问题,例如分布式能源的建模方法、能量管理系统的设计原理、电网的潮流计算与稳定性分析、以及市场机制的引入如何促进分布式能源的广泛应用等。我希望这本书能够为我们提供一套系统性的理论框架和实用的技术方案,帮助我们更好地理解和应对分布式能源发展带来的机遇与挑战,推动能源系统的智能化升级和绿色低碳转型。
评分作为一名对前沿科技和未来趋势充满好奇的普通读者,《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个名字听起来就带着一种神秘而迷人的吸引力。能源,这个关乎国计民生的基础产业,正经历着一场深刻的变革,而分布式能源的兴起,无疑是这场变革中最令人兴奋的部分之一。它让我想象到,未来的家家户户都可能成为一个小型能源生产者,屋顶上的太阳能板,甚至家里的智能电器,都能在能源服务网络中扮演重要的角色。而“能源服务网络”这个概念,则让我联想到一个庞大而精密的数字生态系统,在这个系统中,信息流与能源流交织在一起,各种设备和用户通过智能化的平台进行交互,实现能源的按需供给和高效利用。最令我好奇的是“模拟”二字,它似乎揭示了这本书的核心价值——通过计算机技术,我们可以“预演”未来,在虚拟世界里解决现实世界中的难题。我非常期待这本书能够以一种易于理解的方式,向我展示如何将这些分散的能源“连接”起来,如何让它们协同工作,如何通过智能化的手段来管理和优化整个能源系统。我希望能从这本书中了解到,这些看似分散的能源单元,是如何构成一个有机的整体,又是如何通过“服务”来满足我们日益增长的能源需求。这本书,对我来说,不仅是一次知识的探索,更是一次对未来生活方式的畅想。
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