导语

  

    萨尔瓦多·阿查著的《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考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

  

    萨尔瓦多·阿查著的《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。
    书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。

译者序
原书序
原书前言
缩略语表
符号表
第1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  全球城市化和能源系统效率
  1.2  城市能源系统的演变
  1.3  能源系统的综合管理
第2章  集成建模综述
  2.1  关于分布式能源的建模问题
    2.1.1  分布式发电面临的挑战
    2.1.2  热电联产技术对电网的影响
    2.1.3  PHEV技术对电网的影响
  2.2  模拟多能源网络的方法
    2.2.1  多联产分析
    2.2.2  综合能源运输系统
    2.2.3  能源枢纽建模
    2.2.4  天然气和电力的一体化研究
第3章  能源服务网络建模
  3.1  电网建模
    3.1.1  电力系统的基本原理
    3.1.2  定义电力潮流问题
    3.1.3  节点公式和导纳矩阵
  3.2  天然气网络建模
    3.2.1  天然气系统的基本原理
    3.2.2  定义天然气潮流问题
    3.2.3  节点公式和关联矩阵
  3.3  能源服务网络类比
    3.3.1  部件和变量的建模
    3.3.2  牛顿-拉夫逊算法
      3.3.2.1  电力系统的雅可比矩阵
      3.3.2.2  天然气系统的雅可比矩阵
      3.3.2.3  潮流总结
第4章  能源服务网络中嵌入式技术的建模
  4.1  有载分接开关（OLTC）变压器的建模
    4.1.1  OLTC变压器的基本原理
    4.1.2  OLTC模型方程
  4.2  压缩机站建模
    4.2.1  压缩机站的基本原理
    4.2.2  压缩机模型方程
  4.3  热电联产技术建模
    4.3.1  热电联产机组的基本原理
    4.3.2  含热电联产天然气网络的节点公式
    4.3.3  储热管理方程
  4.4  PHEV技术建模
    4.4.1  PHEV的基本原理
    4.4.2  含PHEV电网的节点公式
    4.4.3  电化学储能管理方程
第5章  能源服务网络的时序最优潮流
  5.1  TCOPF问题概述
    5.1.1  问题描述
    5.1.2  优化求解
    5.1.3  TCOPF工具的输入数据和假设
  5.2  TCOPF的目标函数
    5.2.1  即插即忘
    5.2.2  燃料成本
    5.2.3  能量损失
    5.2.4  能源成本
    5.2.5  综合目标
  5.3  TCOPF的数学公式
    5.3.1  目标函数的公式
      5.3.1.1  即插即忘情景
      5.3.1.2  燃料成本最小化情景
      5.3.1.3  能量损失最小化情景
      5.3.1.4  能源成本最小化情景
      5.3.1.5  多目标最小化情景（如现货价格成本与排放成本）
    5.3.2  约束条件
      5.3.2.1  关于电网
      5.3.2.2  关于天然气网
      5.3.2.3  关于嵌入电网的
      5.3.2.4  关于嵌入天然气网络的热电联产装置
    5.3.3  TCOPF问题和求解的特性
第6章  能源服务网络中的分布式能源优化：案例分析
  6.1  TCOPF能源服务网络案例研究
    6.1.1  输入数据和假设
    6.1.2  案例研究和能源系统参数的说明
  6.2  技术-经济性结果
    6.2.1  概述
    6.2.2  集成与非集成系统
    6.2.3  天然气网络
    6.2.4  热电联产技术
    6.2.5  电网
    6.2.6  PHEV技术
  6.3  结果综述
第7章  能源服务网络中电动汽车流动性的建模
  7.1  PHEV流动性的建模
    7.1.1  建模方法
  7.2  基于agent的模型与潮流模型的综合
    7.2.1  车辆基于agent的模型
    7.2.2  PHEV的优化潮流公式
      7.2.2.1  PHEV充电成本最小化情景
  7.3  PHEV充电的ABM-TCOPF案例研究
    7.3.1  输入数据和假设
      7.3.1.1  驾驶员资料
      7.3.1.2  PHEV特性
      7.3.1.3  城市布局
      7.3.1.4  电力负载资料和网络特性
    7.3.2  案例研究和能源系统参数
  7.4  技术-经济性结果
    7.4.1  基于agent的模型结果
    7.4.2  优化潮流模型结果
第8章  结束语
  8.1  总结和贡献
  8.2  研究的受益者
  8.3  未来的研究方向
附录
  附录A  城市群数据
  附录B  英国的能流分析
  附录C  电力负载潮流代码
  附录D  天然气负载潮流代码
  附录E  有载分接开关偏导数
  附录F  标幺值
  附录G  KKT最优化条件
  附录H  牛顿迭代法
参考文献