基本信息
書名:能源服務網絡中的分布式能源模擬
定價:69.00元
作者:Salavador Acha
齣版社:機械工業齣版社
齣版日期:2017-11-01
ISBN:9787111571582
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝-膠訂
開本:16開
商品重量:0.4kg
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。
內容提要
《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。
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
參文獻151
作者介紹
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。
文摘
序言
從《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個書名,我立刻感受到一股強烈的時代氣息和前沿科技的魅力。在當今世界,能源轉型已成為全球共識,而分布式能源的興起,無疑是這場轉型中最具顛覆性的力量之一。它打破瞭過去能源生産的集中式格局,讓能源的生産和消費變得更加靈活和多樣化。而“能源服務網絡”這個概念,則將分布式能源的潛力推嚮瞭一個新的高度,它描繪瞭一個智能、互聯、以用戶為中心的未來能源圖景。然而,如何將這些分散、動態、且異構的分布式能源有效地融入到一個龐大的、復雜的能源服務網絡中,並確保其穩定、高效、經濟地運行,絕非易事。這正是“模擬”這項技術大顯身手的時刻。我非常期待這本書能夠深入地探討,如何通過精確的數學模型和先進的仿真技術,來理解和預測分布式能源在能源服務網絡中的行為。例如,它是否會闡述如何為不同類型的分布式能源(如太陽能、風能、儲能設備)建立準確的數學模型?又如何將這些模型集成到一個大型的仿真平颱中,來模擬整個能源服務網絡的運行?更重要的是,它能否通過這些模擬結果,為我們提供優化係統設計、製定智能調度策略、以及應對突發事件的有力指導?這本書,在我看來,是深入理解和掌握未來能源發展方嚮的一份不可多得的指南。
評分當我看到《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個書名的時候,我立刻感覺到這本書觸及到瞭一個極其重要且充滿挑戰的領域。能源服務網絡,這個概念本身就蘊含著巨大的潛力和變革力量。它意味著能源的提供將不再是單一的、綫性的過程,而是會變得更加多元化、智能化,並且能夠根據用戶的需求提供定製化的“服務”。而分布式能源,正是這一轉變的核心驅動力之一。從傢用太陽能闆到社區級的儲能係統,這些分散的能源單元正在逐漸改變著能源的生産和消費格局。然而,如何有效地將這些分散的、形態各異的能源單元整閤起來,形成一個穩定、可靠、高效的“網絡”,並實現對其運行狀態的精準“模擬”,以進行科學的決策和優化,這絕對是一項巨大的工程。我非常期待這本書能夠深入探討其中的關鍵技術和方法論。例如,它是否會闡述如何準確地對各種分布式能源進行建模,如何將這些模型融入到宏觀的能源服務網絡仿真平颱中,以及如何通過仿真來評估不同接入場景對電網穩定性的影響,或者如何設計最優的調度策略以最大化整體效益。這本書,在我眼中,是一把解鎖未來能源係統復雜性的鑰匙。
評分這本書的封麵設計相當引人注目,深邃的藍色調搭配上抽象的光綫和節點,立刻勾勒齣一種科技感和未來感。當拿到手裏,沉甸甸的質感也預示著內容的分量。我一直對能源領域的發展趨勢抱有濃厚的興趣,特彆是近年來分布式能源概念的興起,讓我在閱讀和學習過程中充滿瞭探索的欲望。這本書的名字《能源服務網絡中的分布式能源模擬》恰好觸及瞭我最關注的幾個交叉點:能源服務網絡,這個概念本身就蘊含著巨大的變革潛力,它不僅僅是簡單的電力輸送,更是一種基於信息技術和市場機製的智能化、靈活化的能源供給與消費模式。而“分布式能源”則是這場變革的核心驅動力之一,它意味著能源生産不再集中於大型發電廠,而是分散在用戶側,如屋頂太陽能、小型風電、儲能設備等,這不僅能提高能源利用效率,還能增強電網的韌性。最讓我好奇的是“模擬”這個詞,它錶明這本書並非停留在理論探討,而是深入到實際的應用層麵,通過建模和仿真來分析和優化分布式能源在能源服務網絡中的運行。我期待能從中看到各種復雜的場景是如何被構建和分析的,例如不同類型分布式能源的接入對電網穩定性的影響,負荷預測的精度如何提升,以及如何通過市場機製來協調和優化這些分散的能源資源,實現整體效益的最大化。這本書的齣現,仿佛為我打開瞭一扇通往能源未來世界的大門,讓我得以窺見那些正在悄然改變我們生活方式的先進技術和理念。我希望能夠從中學習到構建和運行一個高效、可靠、可持續的能源服務網絡的關鍵要素,以及如何利用模擬技術來應對未來的挑戰和機遇。
評分初次看到《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這本書名,我腦海中立刻浮現齣一幅畫麵:一個由無數個小型的、分布式的能源節點組成的龐大網絡,這些節點可以是屋頂的太陽能闆、社區的風力發電機,甚至是傢中的儲能設備,它們通過先進的信息技術和通信協議連接在一起,形成一個高度智能化、靈活化的能源服務體係。傳統的能源係統往往是“自上而下”的,而分布式能源的興起,則帶來瞭“自下而上”的變革力量,它不僅能夠提高能源的就地消納率,減少輸配電損耗,更能增強電網的魯棒性和抗乾擾能力。然而,如何將這些異構的、動態的分布式能源資源有效地整閤到“能源服務網絡”中,並實現對其運行狀態的精準“模擬”,從而進行優化調度和管理,是當前能源領域麵臨的重大挑戰。我非常期待這本書能夠深入探討分布式能源在能源服務網絡中的關鍵技術問題,例如分布式能源的建模方法、能量管理係統的設計原理、電網的潮流計算與穩定性分析、以及市場機製的引入如何促進分布式能源的廣泛應用等。我希望這本書能夠為我們提供一套係統性的理論框架和實用的技術方案,幫助我們更好地理解和應對分布式能源發展帶來的機遇與挑戰,推動能源係統的智能化升級和綠色低碳轉型。
評分對於我這樣一名在能源行業摸爬滾打多年的從業者來說,一本能夠真正觸及行業痛點,並提供可行性解決方案的書籍,其價值是無法估量的。《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個書名,一開始就抓住瞭我的眼球。我們都知道,傳統的集中式能源係統正麵臨著前所未有的挑戰,而分布式能源的興起,更是為能源係統的轉型注入瞭新的活力。然而,將這些分散的、類型各異的能源接入復雜的能源服務網絡,並實現高效、穩定、經濟的運行,絕非易事。這裏麵涉及到大量的工程技術、信息技術、經濟學以及政策法規等多個層麵的問題。特彆是“模擬”這個詞,讓我看到瞭這本書的實踐導嚮。在現實世界中,對復雜的能源係統進行大規模的實驗成本極高,風險也很大。而通過精密的模擬,我們可以預演各種可能齣現的場景,評估不同策略的效果,優化係統設計,規避潛在的風險。我特彆關注這本書在模擬方法論和具體應用案例方麵的內容。例如,它是否探討瞭如何構建準確的分布式能源模型,如何將這些模型集成到能源服務網絡的整體仿真框架中,以及如何針對特定的應用場景(如微電網的穩定運行、需求側響應的優化、電動汽車充電網絡的管理等)進行仿真分析。我希望這本書能夠提供一些清晰的思路和實用的工具,幫助我們更好地理解和駕馭分布式能源帶來的機遇與挑戰,從而推動能源行業的健康可持續發展。
評分作為一名對前沿科技和未來趨勢充滿好奇的普通讀者,《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個名字聽起來就帶著一種神秘而迷人的吸引力。能源,這個關乎國計民生的基礎産業,正經曆著一場深刻的變革,而分布式能源的興起,無疑是這場變革中最令人興奮的部分之一。它讓我想象到,未來的傢傢戶戶都可能成為一個小型能源生産者,屋頂上的太陽能闆,甚至傢裏的智能電器,都能在能源服務網絡中扮演重要的角色。而“能源服務網絡”這個概念,則讓我聯想到一個龐大而精密的數字生態係統,在這個係統中,信息流與能源流交織在一起,各種設備和用戶通過智能化的平颱進行交互,實現能源的按需供給和高效利用。最令我好奇的是“模擬”二字,它似乎揭示瞭這本書的核心價值——通過計算機技術,我們可以“預演”未來,在虛擬世界裏解決現實世界中的難題。我非常期待這本書能夠以一種易於理解的方式,嚮我展示如何將這些分散的能源“連接”起來,如何讓它們協同工作,如何通過智能化的手段來管理和優化整個能源係統。我希望能從這本書中瞭解到,這些看似分散的能源單元,是如何構成一個有機的整體,又是如何通過“服務”來滿足我們日益增長的能源需求。這本書,對我來說,不僅是一次知識的探索,更是一次對未來生活方式的暢想。
評分《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個書名,一齣現就勾起瞭我的強烈好奇心。在我看來,它準確地抓住瞭當前能源領域最重要的一個發展脈絡。我們正處在一個能源轉型的關鍵時期,從傳統的、高度集中的能源供應模式,嚮更加分散、靈活、智能化的能源服務網絡演進。分布式能源,比如屋頂太陽能、小型風電、儲能係統等,正以前所未有的速度融入我們的生活和電網。然而,這些分散的能源單元是如何被有機地組織起來,形成一個統一、高效的“網絡”?又如何在其中提供“服務”?這是一個復雜的問題。而“模擬”二字,則讓我看到瞭這本書的實用價值。在現實世界中,對復雜的能源係統進行大規模的實驗,不僅成本高昂,而且風險很大。通過數學建模和計算機仿真,我們可以有效地預測和評估各種分布式能源接入的影響,優化係統設計,製定靈活的運行策略。我尤其期待書中能夠深入探討如何構建精確的分布式能源模型,如何將這些模型集成到能源服務網絡的整體仿真框架中,以及如何利用這些模擬結果來解決諸如電網穩定性、資源優化配置、以及市場互動等實際問題。這本書,在我看來,是一本能夠幫助我們理解和駕馭能源未來發展的必讀書籍。
評分《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個書名,像是一個復雜的謎題,又像是一扇通往未知世界的大門,立刻吸引瞭我。在我看來,它精準地捕捉瞭當前能源領域最核心的幾個發展趨勢。首先,“能源服務網絡”這個詞,讓我聯想到一個高度互聯、智能化的能源生態係統,它超越瞭傳統的電力傳輸,更強調能源的靈活性、可靠性和用戶體驗。這是一種全新的能源供需模式的構建。“分布式能源”則是這場變革的關鍵玩傢,它意味著能源生産的去中心化,讓更多的小型、本地化的能源項目得以蓬勃發展,為能源係統的韌性和可持續性注入新的活力。然而,將這些數量眾多、類型各異、且運行狀態不斷變化的分布式能源有效地整閤進一個龐大的能源服務網絡中,並實現對其整體運行狀態的精確“模擬”,絕對是一項艱巨的任務。我熱切地希望這本書能夠深入探討這個過程中的挑戰與解決方案。它是否會提供一套係統性的方法論,來構建不同類型分布式能源的仿真模型?它又將如何將這些模型整閤到能源服務網絡的整體仿真框架中?更重要的是,它能否通過具體的案例分析,展示如何利用這些模擬結果來優化能源係統的設計、運行和管理,從而應對未來的能源挑戰?這本書,對我而言,是理解這場能源革命精髓的寶貴讀物。
評分乍一看到《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這本書的名字,我便被深深吸引。這四個字精準地概括瞭當前能源行業轉型的一個核心方嚮,也觸及瞭我一直以來非常感興趣的幾個關鍵點。能源服務網絡,這個概念聽起來就充滿科技感和未來感,它意味著能源不再僅僅是簡單的供給,而是與信息技術、市場機製深度融閤,形成一個更智能、更靈活、更具服務性的體係。而分布式能源,則是這場革命的基石,它打破瞭傳統能源生産的集中模式,使得能源的生産和消費變得更加多元化和本地化。從小型太陽能發電到儲能設備,這些分散的力量如何被有效地整閤和管理,是構建高效能源服務網絡的關鍵。最讓我感到興奮的是“模擬”這一環節。我知道,在復雜係統中進行決策,尤其是像能源這樣關係到國計民生的重要領域,精準的模擬至關重要。它能夠幫助我們預演各種可能發生的場景,評估不同策略的優劣,從而做齣最優化、最穩健的決策。我非常期待這本書能夠深入剖析分布式能源在能源服務網絡中的作用機製,並通過詳細的模擬案例,展示如何解決實際應用中遇到的挑戰。這本書,對我而言,不僅僅是一本技術指南,更是一扇窺探能源未來發展趨勢的窗口。
評分當我注意到《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這本書時,我立刻意識到它可能觸及瞭當前能源領域一個非常核心且前沿的議題。能源服務網絡,這個概念本身就蘊含著巨大的想象空間,它預示著能源供應不再是單一的、封閉的係統,而是演變成一個開放的、互聯的、以服務為導嚮的生態。而分布式能源,作為這場變革的驅動力之一,其重要性不言而喻。從微觀上看,它可能是傢庭屋頂的太陽能,是社區的儲能裝置;從宏觀上看,它代錶著能源生産和消費模式的根本性轉變。而“模擬”這個詞,則暗示瞭這本書並非停留在理論層麵,而是具備瞭強大的實踐指導意義。在現實世界中,對復雜的能源係統進行直接的試驗和調整,往往成本高昂且風險巨大。因此,通過建立精密的數學模型和仿真平颱,來預測和評估分布式能源接入能源服務網絡後的各種運行狀態、潛在問題以及優化策略,顯得尤為重要。我非常期待這本書能夠深入探討分布式能源在不同場景下的行為模式,例如在電網波動、負荷變化、甚至極端天氣條件下的錶現,以及如何通過模擬來優化其接入方式、調度策略以及與傳統能源的協同運行。這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個深入瞭解這場能源革命關鍵環節的絕佳機會。
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