Exergy Flow Calculation Model for Integrated Energy System

LI Jiaxi; WANG Dan; ZHOU Tianshuo; JIA Hongjie

doi:10.7500/AEPS20220128006

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Exergy Flow Calculation Model for Integrated Energy System

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Exergy Flow Calculation Model for Integrated Energy System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 24, Pages: 45-56(2022)
- 作者机构：
  
  1.智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津市 300072
  2.天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学),天津市 300072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51977141);National Key R&D Program of China(2018YFB0905000);State Grid Corporation of China(SGTJDK00DWJS1800232)
- DOI：10.7500/AEPS20220128006
  CLC：
- Received：28 January 2022，
  
  Revised：2022-05-18，
  
  Published Online：09 October 2022，
  
  Published：25 December 2022
- 稿件说明：
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李家熙,王丹,周天烁等.面向综合能源系统的㶲流计算模型[J].电力系统自动化,2022,46(24):45-56.

LI Jiaxi,WANG Dan,ZHOU Tianshuo,et al.Exergy Flow Calculation Model for Integrated Energy System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(24):45-56.
李家熙,王丹,周天烁等.面向综合能源系统的㶲流计算模型[J].电力系统自动化,2022,46(24):45-56. DOI： 10.7500/AEPS20220128006.

LI Jiaxi,WANG Dan,ZHOU Tianshuo,et al.Exergy Flow Calculation Model for Integrated Energy System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(24):45-56. DOI： 10.7500/AEPS20220128006.

摘要

综合能源系统㶲流机理与分析方法的提出为能源品质分析提供了新思路。针对不同应用场景，如何系统性地求解㶲流分布成为亟须解决的问题。基于网络化㶲流机理，建立了两种适应于不同场景的综合能源系统㶲流计算模型：一是建立关联矩阵，在已知非平衡节点功率的条件下，基于多能潮流提出间接计算方法；二是基于三相电力潮流、㶲流与气压关系、㶲流与水流-温度关系，建立电力、天然气、热力系统㶲流计算模型以及能源站㶲集线器模型，在已知非平衡节点㶲的条件下，提出直接计算方法。最后，通过算例系统验证了两种计算模型的合理性与优越性，分析了算例系统的能源品质特征。

Abstract

The proposal of exergy flow mechanism and analysis method of integrated energy systems provides a new idea for the energy quality analysis. For the different application scenarios

how to systematically solve the exergy flow distribution has become an urgent problem to be solved. Based on the mechanism of networked exergy flow

two exergy flow calculation models of integrated energy systems suitable for different scenarios are established. Firstly

the incidence matrix is established

and an indirect calculation method is proposed based on multi-energy power flow when the power of the unbalanced nodes is known. Secondly

based on the three-phase electric power flow

the relationship between exergy flow and gas pressure

and the relationship between exergy flow

water flow

and temperature

and the exergy flow calculation models of electricity

natural gas

and heat system are proposed. The exergy hub model of the energy station is also established. When the exergy of unbalanced nodes is known

the direct calculation method is proposed. Finally

the rationality and superiority of the two calculation models are verified by a test system

and the energy quality characteristics of the system are analyzed.

关键词

Keywords

references

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