正版新书--能源服务网络中的分布式能源模拟 Salavador Acha 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Salavador Acha 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111571582

商品编码：29487994589

包装：平装-胶订

出版时间：2017-11-01

基本信息

书名：能源服务网络中的分布式能源模拟

定价：69.00元

作者：Salavador Acha

出版社：机械工业出版社

出版日期：2017-11-01

ISBN：9787111571582

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《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

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《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。
《能源服务网络中的分布式能源模拟》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。

目录

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目 录
译者序
原书序
原书前言
缩略语表
符号表
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
1.1全球城市化和能源系统效率1
1.2城市能源系统的演变5
1.3能源系统的综合管理8
第2章集成建模综述12
2.1关于分布式能源的建模问题12
2.1.1分布式发电面临的挑战12
2.1.2热电联产技术对电网的影响14
2.1.3PHEV技术对电网的影响17
2.2模拟多能源网络的方法22
2.2.1多联产分析22
2.2.2综合能源运输系统22
2.2.3能源枢纽建模23
2.2.4天然气和电力的一体化研究24
第3章能源服务网络建模26
3.1电网建模26
3.1.1电力系统的基本原理26
3.1.2定义电力潮流问题27
3.1.3节点公式和导纳矩阵28
3.2天然气网络建模31
3.2.1天然气系统的基本原理31
3.2.2定义天然气潮流问题32
3.2.3节点公式和关联矩阵33
3.3能源服务网络类比36
3.3.1部件和变量的建模36
3.3.2牛顿-拉夫逊算法37
3.3.2.1电力系统的雅可比矩阵38
3.3.2.2天然气系统的雅可比矩阵39
3.3.2.3潮流总结41
第4章能源服务网络中嵌入式技术的建模43
4.1有载分接开关（OLTC）变压器的建模43
4.1.1OLTC变压器的基本原理43
4.1.2OLTC模型方程45
4.2压缩机站建模47
4.2.1压缩机站的基本原理47
4.2.2压缩机模型方程48
4.3热电联产技术建模49
4.3.1热电联产机组的基本原理49
4.3.2含热电联产天然气网络的节点公式56
4.3.3储热管理方程58
4.4PHEV技术建模60
4.4.1PHEV的基本原理60
4.4.2含PHEV电网的节点公式68
4.4.3电化学储能管理方程70
第5章能源服务网络的时序优潮流73
5.1TCOPF问题概述73
5.1.1问题描述73
5.1.2优化求解75
5.1.3TCOPF工具的输入数据和假设77
5.2TCOPF的目标函数78
5.2.1即插即忘78
5.2.2燃料成本78
5.2.3能量损失78
5.2.4能源成本79
5.2.5综合目标79
5.3TCOPF的数学公式79
5.3.1目标函数的公式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能量损失小化情景80
5.3.1.4能源成本小化情景80
5.3.1.5多目标小化情景（如现货价格成本与排放成本）81
5.3.2约束条件82
5.3.2.1关于电网82
5.3.2.2关于天然气网82
5.3.2.3关于嵌入电网的PHEV83
5.3.2.4关于嵌入天然气网络的热电联产装置83
5.3.3TCOPF问题和求解的特性84
第6章能源服务网络中的分布式能源优化：案例分析86
6.1TCOPF能源服务网络案例研究86
6.1.1输入数据和假设86
6.1.2案例研究和能源系统参数的说明89
6.2技术-经济性结果93
6.2.1概述93
6.2.2集成与非集成系统94
6.2.3天然气网络96
6.2.4热电联产技术100
6.2.5电网107
6.2.6PHEV技术110
6.3结果综述116
第7章能源服务网络中电动汽车流动性的建模119
7.1PHEV流动性的建模119
7.1.1建模方法119
7.2基于agent的模型与潮流模型的综合120
7.2.1车辆基于agent的模型121
7.2.2PHEV的优化潮流公式122
7.2.2.1PHEV充电成本小化情景123
7.3PHEV充电的ABM-TCOPF案例研究124
7.3.1输入数据和假设124
7.3.1.1驾驶员资料124
7.3.1.2PHEV特性124
7.3.1.3城市布局124
7.3.1.4电力负载资料和网络特性125
7.3.2案例研究和能源系统参数126
7.4技术-经济性结果127
7.4.1基于agent的模型结果127
7.4.2优化潮流模型结果130
第8章结束语134
8.1总结和贡献134
8.2研究的受益者136
8.3未来的研究方向137
附录139
附录A城市群数据139
附录B英国的能流分析140
附录C电力负载潮流代码142
附录D天然气负载潮流代码145
附录E有载分接开关偏导数147
附录F标幺值148
附录GKKT优化条件149
附录H牛顿迭代法149
参考文献151

作者介绍

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Salvador Acha 是英国帝国理工学院的研究员，也是帝国理工-森宝利集团合作研究团队的带头人。该合作旨在达成两个目标：在超市实施智能控制以提高能效，同时通过整体的能源投资决策可持续地减少森宝利的碳足迹。团队主要围绕能效策略、能源模拟及预测、低碳路线图进行研究。Acha博士的研究领域包括智能电网架构、插电式混合动力汽车推广、分布式能源资源优化管理、能源预测和环境报告。

文摘

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序言

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能源服务的未来：智能化、分布化与高效化 在一个日新月异的时代，能源的生产、传输和消费模式正经历着前所未有的变革。传统的集中式能源供应体系，在满足日益增长的能源需求、应对环境挑战以及实现经济可持续发展等方面，已显现出其局限性。正是在这样的背景下，分布式能源（Distributed Energy Resources, DERs）的概念应运而生，并迅速成为能源领域的研究热点与发展方向。 分布式能源，顾名思义，是指那些规模较小、靠近用户侧的能源生产和存储装置。它们可以是小型化的发电厂，如屋顶太阳能光伏板、风力发电机，也可以是生物质能转化设备、小型水电站，甚至是储能装置，如电池储能系统。这些分布式能源的崛起，不仅为能源系统带来了新的活力，更催生了对新型能源服务模式的迫切需求。 传统的能源服务，大多基于中心化的电力公司向用户提供能源。而分布式能源的普及，打破了这种单一的供需模式。用户既可以成为能源的消费者，也可以成为能源的生产者，甚至可以参与到能源的储存和交易中。这种“产消一体化”（Prosumer）的模式，使得能源系统变得更加复杂，但也更加灵活和高效。 能源服务网络：连接未来的关键纽带 为了有效管理和优化这些分布式能源，一个全新的概念——能源服务网络（Energy Service Network, ESN）——正在浮现。能源服务网络并非一个具体的物理基础设施，而是一个整合了信息技术、通信技术、能源技术以及市场机制的综合性体系。它旨在实现对分布式能源的智能调度、优化配置、高效交易以及安全可靠的运行。 可以想象，能源服务网络就像一个复杂的“智能交通系统”应用于能源领域。在这个网络中，分布在各个角落的分布式能源节点，如同一个个交通站点，它们能够实时地生成、消耗、储存或反馈能量。而网络则扮演着“交通指挥中心”的角色，通过先进的算法和通信协议，实时监测各个节点的能源状态，预测能源供需变化，并智能地调度能量流向，确保整个系统的稳定运行和能源的最优利用。 能源服务网络的核心功能与价值： 1. 智能化调度与优化: 能源服务网络的核心在于其智能化调度能力。它能够整合来自分布式能源、用户侧负荷、电网状态等海量数据，通过机器学习、人工智能等先进算法，预测未来的能源供需情况。基于这些预测，网络能够智能地决定何时启动哪些分布式能源，何时进行储能，何时将多余的能源注入电网，以及如何引导用户调整用能行为，从而最大化能源的利用效率，降低整体运行成本，并减少对化石燃料的依赖。 2. 分布式能源的集成与协同: 传统的电网在处理大量分布式能源时，可能会面临稳定性、频率波动等挑战。能源服务网络则提供了一个平台，能够有效地将各种不同类型的分布式能源进行集成和协同。它能够理解不同能源的特性，并协调它们之间的配合，例如，当太阳能发电量不足时，网络可以自动调度电池储能系统进行补充，或者启动生物质能发电机。这种协同作用，能够显著提高能源系统的可靠性和弹性。 3. 新型能源服务的涌现: 能源服务网络的出现，为创新型的能源服务提供了广阔的空间。例如： 需求侧响应（Demand-Side Response, DSR）: 网络可以向用户发送信号，鼓励他们在能源价格较高或供应紧张时减少用能，或将储能设备中的电量释放回网络，从而平衡电网负荷。 虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）: 将分散的分布式能源聚合起来，通过一个集中的控制平台进行管理和调度，使其能够作为一个整体参与电力市场交易，提供稳定可靠的电力供应，如同一个传统的大型发电厂。 能源交易平台: 建立P2P（点对点）的能源交易机制，允许分布式能源的生产者直接向其他用户出售多余的能源，打破了传统能源垄断的局面，激发了市场活力。 能源效率服务: 通过对能源数据的分析，为用户提供个性化的节能建议和解决方案，帮助用户降低能源消耗，提高能源利用效率。 4. 提升电网的韧性与可靠性: 分布式能源的加入，尤其是在靠近负荷中心时，可以减少对远距离输电线路的依赖，降低输电损耗。能源服务网络通过对分布式能源的智能调度，能够在发生突发事件（如极端天气、设备故障）时，快速响应并重新配置能源流，维持关键区域的电力供应，从而提升整个电网的韧性和可靠性。 5. 促进可再生能源的广泛应用: 分布式能源很大一部分是可再生能源，如太阳能和风能。这些能源的间歇性和波动性是其大规模推广的主要障碍。能源服务网络通过引入储能技术和智能调度策略，可以有效地平抑可再生能源的波动，使其能够更稳定、可靠地接入电网，从而加速可再生能源在能源结构中的比重。 能源服务网络的关键技术支撑： 构建一个高效、智能的能源服务网络，离不开一系列前沿技术的支撑： 物联网（IoT）技术: 用于连接和监测海量的分布式能源设备和用户侧负荷，实现数据的实时采集和传输。 大数据分析与人工智能（AI）: 用于处理和分析海量的能源数据，进行精准的负荷预测、设备故障诊断，以及制定最优的调度策略。 区块链技术: 为能源交易提供安全、透明、可追溯的平台，保障P2P能源交易的公平性和安全性。 先进通信技术（如5G）: 提供低延迟、高可靠性的通信能力，确保指令能够实时传达，响应速度更快。 云计算与边缘计算: 提供强大的数据处理和计算能力，支持复杂的能源调度算法和应用。 电力电子技术: 确保分布式能源与电网之间的平滑、高效连接，以及储能系统的稳定运行。 未来的展望： 能源服务网络的构建，是应对全球能源挑战、实现可持续发展的必然趋势。它将推动能源系统从“集中-放射”模式向“分散-协同”模式转变，从“信息孤岛”走向“数据互联”。在这个网络中，能源不再仅仅是商品，更是一种可以被智能管理、高效利用、并参与共享的“服务”。 随着技术的不断成熟和政策的持续支持，能源服务网络将不断发展壮大，为构建一个清洁、高效、安全、可靠的未来能源体系奠定坚实基础。它不仅关乎技术革新，更关乎能源生产和消费模式的根本性改变，预示着一个由智能网络驱动的能源新时代的到来。在这个时代，每个人都可能成为能源网络中的一个活跃节点，共同创造和享受更美好的能源未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《能源服务网络中的分布式能源模拟》让我眼前一亮，尤其是“能源服务网络”这个概念，感觉比单纯的“电网”更加广阔和包容。它暗示着未来能源不仅仅是简单的输送，更是一种包含多种服务、多种参与者的复杂系统。Salavador Acha的名字我也比较熟悉，他的研究成果在领域内很有影响力，所以对这本书的学术性和前沿性充满信心。我特别好奇书中会如何描绘这个“能源服务网络”的构成要素，以及分布式能源在这个网络中扮演的角色。是传统的大型发电厂依然占据主导，还是小型的、可再生的能源设备能够真正成为网络的核心？我推测书中可能涉及到的内容包括：如何模拟不同类型分布式能源（如太阳能、风能、储能设备）的输出特性，如何建立模型来分析它们在网络中的互动，以及如何评估不同策略下的系统稳定性和经济性。我很想知道，作者是否会探讨一些颠覆性的商业模式，例如基于区块链的能源交易平台，或者用户如何通过分布式能源实现能源自主和收益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《能源服务网络中的分布式能源模拟》听起来就充满了科技感和前瞻性。我一直觉得，能源问题是关乎国计民生的大事，而分布式能源的兴起，又给传统的能源格局带来了巨大的变革。Salavador Acha这位作者，我虽然不太熟悉，但机械工业出版社出品的书籍，我通常都觉得内容扎实，质量有保证。我个人对“模拟”这个词特别感兴趣，因为我认为，在实际部署大规模的分布式能源系统之前，进行充分的模拟和验证是至关重要的。我希望书中能够详细介绍一些用于模拟分布式能源在复杂网络中运行的建模方法和仿真工具。比如，如何准确预测不同天气条件下，太阳能和风能的发电量，以及如何模拟用户侧的用能需求变化，这些都是需要精细化处理的问题。我也期待书中能探讨一些关于系统鲁棒性、可靠性以及经济效益的评估方法，这些将直接关系到分布式能源技术的推广和应用。

评分☆☆☆☆☆

一看到《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个书名，我就想到了一个全新的能源时代的图景。分布式能源不再是零散的点，而是能够通过某种“网络”连接起来，形成一个更加灵活、高效、可靠的系统。Salavador Acha的名字让我对这本书的专业性有了很高的期待，机械工业出版社的出版质量也一直令人放心。我猜想这本书的核心内容会围绕着“模拟”展开，这意味着它会运用大量的数学模型、算法和计算方法来分析分布式能源的运行状态。我尤其关心书中是否会介绍一些先进的模拟技术，例如基于Agent的建模，或者时序分析模型，来捕捉分布式能源固有的不确定性和动态性。此外，书中可能还会涉及到如何将模拟结果应用于实际的能源系统设计和优化，比如如何确定分布式能源的最佳配置方案，或者如何应对突发事件对网络的影响。总而言之，这本书的出现，对于那些致力于研究和开发下一代能源系统的工程师和学者来说，无疑是一份宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就很吸引人——《能源服务网络中的分布式能源模拟》，作者还是Salavador Acha，机械工业出版社出版的。我一直对能源领域的发展非常关注，尤其是近年来分布式能源的兴起，感觉它正在彻底改变我们传统的能源供给方式。这本书的题目正好切中了我的兴趣点，分布式能源模拟，这背后涉及到的技术和算法一定非常前沿。我很好奇它会从哪些角度来探讨这个问题，是侧重于技术实现，还是更偏向于经济效益分析？分布式能源的特点就是分散性和多样性，如何将它们有效地整合进一个统一的网络，并进行精准的模拟，这本身就是一个巨大的挑战。我希望这本书能提供一些创新的思路和实用的方法，帮助我们更好地理解和驾驭未来的能源格局。比如，关于智能电网的构建，以及如何利用大数据和人工智能技术来优化分布式能源的调度和管理，这些都是我非常期待在书中找到答案的。这本书的出版，无疑为我们提供了一个深入了解分布式能源前沿研究的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

《能源服务网络中的分布式能源模拟》这个名字，非常精确地概括了当下能源领域最前沿的研究方向之一。分布式能源，加上“能源服务网络”这个更加宏观和系统性的视角，让我对这本书充满了期待。Salavador Acha的学术背景，以及机械工业出版社一贯严谨的出版风格，都让我相信这本书的内容会相当权威和深入。我猜想，书中不会仅仅停留在理论层面，而是会深入到如何具体地进行“模拟”这个问题。比如，会详细介绍不同分布式能源的数学模型，包括它们的运行特性、可靠性以及与其他能源形式的交互方式。更重要的是，如何将这些模型集成到“能源服务网络”这个更大的框架下进行仿真，以评估不同网络结构、控制策略以及运行模式下的系统性能。我尤其关心书中是否会涉及一些实际应用案例，例如在城市级能源管理、工业园区能源优化，或者微电网的规划与运行中，如何利用这些模拟技术来指导实践，从而推动分布式能源的高效利用和能源系统的可持续发展。