论文部分内容阅读
以雾霾为代表的空气污染,一方面使人们的健康面临着严重损害,另一方面也阻碍了经济的发展。京津冀作为华北主要省份,2016年3个省市的PM2.5年均浓度为70ug/m3,严重超出了世界卫生组织的标准(PM2.5≤10ug)。现有数据表明,居民生活采暖是冬季重污染天气频发的重要原因之一。“十三五”以来,京津冀地区开始大力推进农村地区“煤改电”进程,煤改电工程的实施对于治理大气环境、促进国家能源消费转型有着十分重要的影响。随着“煤改电”的推进,居民用电负荷的增加,农村低压配电网不再满足供电需求。结合“煤改电”负荷需求,科学合理地进行中低压配电网的改扩建规划也具有重要意义。本文选取京津冀地区作为研究对象,通过Energy Plus构建了该地区居民建筑冬季采暖用能模型,通过仿真计算得到其供暖能耗需求,并计算了不同供暖方式的全寿命周期成本,为居民供暖方式的选择提供了参考。当各户型均选用其最优供暖方式时,考虑各供暖方式供暖特性(如,蓄热式电暖器耗电时间为23:00-7:00、空气源热泵和地缘热泵根据供暖用能实时耗电),可能会在夜间出现新的用电高峰,这会造成配电网改造成本较高。如果对供暖改造方案进行适当调整则会降低用电峰值,从而减少配电网改扩建费用。基于此,本文考虑“煤改电”工程总成本构建了“煤改电”供暖改造和配网规划双层规划模型,上层模型以煤改电工程全寿命周期成本最小为目标函数,以供暖方式的选择作为决策变量,下层模型以配电网规划改扩建成本最低为目标函数,将配电变压器选址定容、台区选择、配电线路选型作为决策变量。上层模型将节点负荷(由供暖方案计算得到)传递给下层,下层模型通过对配电网改扩建成本进行优化,并将最优规划方案传递给上层,从而影响上层的决策结果。本文采用了遗传算法进行求解,并以某农村实际“煤改电”及配电网规划为算例进行了验证。结果表明,所提方法在满足煤改电工程负荷需求、节点电压约束以及可靠性需求的前提下,实现了规划方案全寿命周期经济性最优。本文研究了在煤改电工程实施中,居民供暖改造问题、低压配电网改扩建规划问题。建立了以“煤改电”工程全寿命周期成本最低为目标函数,以居民供暖改造方式、配电压器选址定容,线路选型为决策变量的双层规划模型。通过本文研究,能为今后“煤改电”工程的推进提供一定的参考和指导。