面向可再生能源接入的综合能源系统熵态机理和分析方法

李家熙; 王丹; 贾宏杰; 李宜哲

doi:10.7500/AEPS20220728003

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面向可再生能源接入的综合能源系统熵态机理和分析方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 面向可再生能源接入的综合能源系统熵态机理和分析方法
- Entropy State Mechanism and Analysis Method of Integrated Energy System for Integration of Renewable Energy
- 电力系统自动化 2023年47卷第9期页码：47-58
- 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：
  
  李家熙(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统分析。E-mail：3016203186@tju.edu.cn
  王丹(1981—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：综合能源系统、智能配用电系统、分布式能源与微网等。E-mail：wangdantjuee@tju.edu.cn
  贾宏杰(1973—)，男，博士，教授，主要研究方向：大电网稳定性分析、电网规划、新能源集成、综合能源系统分析等。E-mail：hjjia@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51977141);国家重点研发计划资助项目(2018YFB0905000);国家电网公司总部科技项目(SGTJDK00DWJS1800232)
- DOI：10.7500/AEPS20220728003
  中图分类号：
- 收稿：2022-07-28，
  
  修回：2022-10-27，
  
  网络出版：2023-01-29，
  
  纸质出版：2023-05-10
- 稿件说明：
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李家熙,王丹,贾宏杰等.面向可再生能源接入的综合能源系统熵态机理和分析方法[J].电力系统自动化,2023,47(9):47-58.

LI Jiaxi,WANG Dan,JIA Hongjie,et al.Entropy State Mechanism and Analysis Method of Integrated Energy System for Integration of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):47-58.
李家熙,王丹,贾宏杰等.面向可再生能源接入的综合能源系统熵态机理和分析方法[J].电力系统自动化,2023,47(9):47-58. DOI： 10.7500/AEPS20220728003.

LI Jiaxi,WANG Dan,JIA Hongjie,et al.Entropy State Mechanism and Analysis Method of Integrated Energy System for Integration of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):47-58. DOI： 10.7500/AEPS20220728003.

摘要

综合能源系统（IES）中不同品质能量的转换和高比例可再生能源集成背景下源荷的不确定性均增加了系统能量的不可用性。为统一量化分析上述场景中的能量不可用性，基于IES的网络属性，提出了面向可再生能源集成的IES熵态机理与分析方法。基于IES㶲流机理模型，建立了IES物理层面热力学熵增机理模型；基于广义信息功理论，引入IES信息学等效热力学熵增机理模型。结合IES的网络化特征，定义了熵态、熵增流、熵增流量、熵增源、节点熵增等IES熵态基本概念。在此基础上，提出了IES各个环节的熵态建模方法。最后，通过算例系统验证了所提模型可有效求解IES的熵态分布，并探讨了源荷预测差异性对系统熵态分布的影响。

Abstract

The conversion of energy with different qualities in an integrated energy system (IES) and the uncertainty of source and load on the background of high proportional renewable energy integration both increase the energy unavailability of the system. To analyze the energy unavailability in the above scenarios in a unified and quantitative way

based on the network properties of IES

the entropy state mechanism and analysis method of IES for the renewable energy integration are proposed. Based on the IES exergy flow mechanism model

the IES thermodynamic entropy increase mechanism model on the physical level is established. Based on the generalized information work theory

the IES informatics equivalent thermodynamic entropy increase mechanism model is introduced. Combining with the networking characteristics of IES

the basic concepts of IES entropy state including entropy state

entropy increase flow

cumulative entropy increase flow

entropy increase source

and node entropy increase are defined. On this basis

the entropy state modeling method for each link in IES is proposed. Finally

case studies verify that the proposed model can effectively solve the entropy state distribution of IES

and the influence of the difference between source and load prediction on the entropy distribution of the system is discussed.

关键词

Keywords

references

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