正版新書--能源服務網絡中的分布式能源模擬 Salavador Acha 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Salavador Acha 著

圖書標籤:

• 能源服務網絡
• 分布式能源
• 模擬
• 電力係統
• 能源互聯網
• 微電網
• 機械工業齣版社
• Salavador Acha
• 能源優化
• 智能電網

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111571582

商品編碼：29487994589

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-11-01

基本信息

書名：能源服務網絡中的分布式能源模擬

定價：69.00元

作者：Salavador Acha

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-11-01

ISBN：9787111571582

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《能源服務網絡中的分布式能源模擬》內容源於英國帝國理工學院BP城市能源係統項目。《能源服務網絡中的分布式能源模擬》呈現瞭項目過程中非常有趣和創新的一部分研究成果，即圍繞包括需求中心、插電式混閤動力汽車、熱電聯産和能源服務（燃氣和電力）網絡在內的混閤城市能源係統的運行優化開發齣的復雜工具。書中對這一工具的開發過程進行瞭描述，通過文字描述示範瞭同時考慮能源係統的多個方麵如何帶來收益，並展示瞭如何將該工具與采用新技術後引發的對未來需求模式的前瞻性仿真相結閤。總而言之，《能源服務網絡中的分布式能源模擬》代錶瞭嚮智能、高效的未來城市能源係統過渡的一個重要裏程碑，可以為工程師解決復雜的跨學科能源問題提供啓發和思路。

內容提要

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《能源服務網絡中的分布式能源模擬》介紹瞭一種對含嵌入式技術的能源服務網絡進行集成穩態優化的建模框架。書中開發的新模型稱為時間協調優化潮流（TCOPF）模型，此模型可通過一係列必要步驟計算天然氣和電力網絡的優化能流，同時計算插電式混閤動力汽車（PHEV）和熱電聯産（CHP）裝置的優化調度。因此，TCOPF工具可以管理及協調配電網運營商和分布式能源之間的相互關係。
《能源服務網絡中的分布式能源模擬》中對分布式能源係統應當遵循的優化調度模式進行瞭描述，這種模式有望改善城市能源服務網絡的性能。集成建模為希望有效協調分布式能源運行與能源公用事業運營策略的利益相關方提供瞭一個新的視角。結尾，本書結閤用於模擬PHEV行駛狀況的基於agent的模型對TCOPF模型框架進行瞭擴展，以便更好地評估PHEV所代錶的負載靈活性。
綜上，為開發由多種能源基礎設施與嵌入式分布式能源集成的綜閤模型，《能源服務網絡中的分布式能源模擬》涵蓋瞭電力係統工程師所需要關注的各類關鍵元素。

目錄

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目 錄
譯者序
原書序
原書前言
縮略語錶
符號錶
章能源資源、基礎設施和轉換技術有效管理所麵臨的挑戰1
1.1全球城市化和能源係統效率1
1.2城市能源係統的演變5
1.3能源係統的綜閤管理8
第2章集成建模綜述12
2.1關於分布式能源的建模問題12
2.1.1分布式發電麵臨的挑戰12
2.1.2熱電聯産技術對電網的影響14
2.1.3PHEV技術對電網的影響17
2.2模擬多能源網絡的方法22
2.2.1多聯産分析22
2.2.2綜閤能源運輸係統22
2.2.3能源樞紐建模23
2.2.4天然氣和電力的一體化研究24
第3章能源服務網絡建模26
3.1電網建模26
3.1.1電力係統的基本原理26
3.1.2定義電力潮流問題27
3.1.3節點公式和導納矩陣28
3.2天然氣網絡建模31
3.2.1天然氣係統的基本原理31
3.2.2定義天然氣潮流問題32
3.2.3節點公式和關聯矩陣33
3.3能源服務網絡類比36
3.3.1部件和變量的建模36
3.3.2牛頓-拉夫遜算法37
3.3.2.1電力係統的雅可比矩陣38
3.3.2.2天然氣係統的雅可比矩陣39
3.3.2.3潮流總結41
第4章能源服務網絡中嵌入式技術的建模43
4.1有載分接開關（OLTC）變壓器的建模43
4.1.1OLTC變壓器的基本原理43
4.1.2OLTC模型方程45
4.2壓縮機站建模47
4.2.1壓縮機站的基本原理47
4.2.2壓縮機模型方程48
4.3熱電聯産技術建模49
4.3.1熱電聯産機組的基本原理49
4.3.2含熱電聯産天然氣網絡的節點公式56
4.3.3儲熱管理方程58
4.4PHEV技術建模60
4.4.1PHEV的基本原理60
4.4.2含PHEV電網的節點公式68
4.4.3電化學儲能管理方程70
第5章能源服務網絡的時序優潮流73
5.1TCOPF問題概述73
5.1.1問題描述73
5.1.2優化求解75
5.1.3TCOPF工具的輸入數據和假設77
5.2TCOPF的目標函數78
5.2.1即插即忘78
5.2.2燃料成本78
5.2.3能量損失78
5.2.4能源成本79
5.2.5綜閤目標79
5.3TCOPF的數學公式79
5.3.1目標函數的公式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能量損失小化情景80
5.3.1.4能源成本小化情景80
5.3.1.5多目標小化情景（如現貨價格成本與排放成本）81
5.3.2約束條件82
5.3.2.1關於電網82
5.3.2.2關於天然氣網82
5.3.2.3關於嵌入電網的PHEV83
5.3.2.4關於嵌入天然氣網絡的熱電聯産裝置83
5.3.3TCOPF問題和求解的特性84
第6章能源服務網絡中的分布式能源優化：案例分析86
6.1TCOPF能源服務網絡案例研究86
6.1.1輸入數據和假設86
6.1.2案例研究和能源係統參數的說明89
6.2技術-經濟性結果93
6.2.1概述93
6.2.2集成與非集成係統94
6.2.3天然氣網絡96
6.2.4熱電聯産技術100
6.2.5電網107
6.2.6PHEV技術110
6.3結果綜述116
第7章能源服務網絡中電動汽車流動性的建模119
7.1PHEV流動性的建模119
7.1.1建模方法119
7.2基於agent的模型與潮流模型的綜閤120
7.2.1車輛基於agent的模型121
7.2.2PHEV的優化潮流公式122
7.2.2.1PHEV充電成本小化情景123
7.3PHEV充電的ABM-TCOPF案例研究124
7.3.1輸入數據和假設124
7.3.1.1駕駛員資料124
7.3.1.2PHEV特性124
7.3.1.3城市布局124
7.3.1.4電力負載資料和網絡特性125
7.3.2案例研究和能源係統參數126
7.4技術-經濟性結果127
7.4.1基於agent的模型結果127
7.4.2優化潮流模型結果130
第8章結束語134
8.1總結和貢獻134
8.2研究的受益者136
8.3未來的研究方嚮137
附錄139
附錄A城市群數據139
附錄B英國的能流分析140
附錄C電力負載潮流代碼142
附錄D天然氣負載潮流代碼145
附錄E有載分接開關偏導數147
附錄F標幺值148
附錄GKKT優化條件149
附錄H牛頓迭代法149
參考文獻151

作者介紹

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Salvador Acha 是英國帝國理工學院的研究員，也是帝國理工-森寶利集團閤作研究團隊的帶頭人。該閤作旨在達成兩個目標：在超市實施智能控製以提高能效，同時通過整體的能源投資決策可持續地減少森寶利的碳足跡。團隊主要圍繞能效策略、能源模擬及預測、低碳路綫圖進行研究。Acha博士的研究領域包括智能電網架構、插電式混閤動力汽車推廣、分布式能源資源優化管理、能源預測和環境報告。

文摘

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序言

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能源服務的未來：智能化、分布化與高效化 在一個日新月異的時代，能源的生産、傳輸和消費模式正經曆著前所未有的變革。傳統的集中式能源供應體係，在滿足日益增長的能源需求、應對環境挑戰以及實現經濟可持續發展等方麵，已顯現齣其局限性。正是在這樣的背景下，分布式能源（Distributed Energy Resources, DERs）的概念應運而生，並迅速成為能源領域的研究熱點與發展方嚮。 分布式能源，顧名思義，是指那些規模較小、靠近用戶側的能源生産和存儲裝置。它們可以是小型化的發電廠，如屋頂太陽能光伏闆、風力發電機，也可以是生物質能轉化設備、小型水電站，甚至是儲能裝置，如電池儲能係統。這些分布式能源的崛起，不僅為能源係統帶來瞭新的活力，更催生瞭對新型能源服務模式的迫切需求。 傳統的能源服務，大多基於中心化的電力公司嚮用戶提供能源。而分布式能源的普及，打破瞭這種單一的供需模式。用戶既可以成為能源的消費者，也可以成為能源的生産者，甚至可以參與到能源的儲存和交易中。這種“産消一體化”（Prosumer）的模式，使得能源係統變得更加復雜，但也更加靈活和高效。 能源服務網絡：連接未來的關鍵紐帶 為瞭有效管理和優化這些分布式能源，一個全新的概念——能源服務網絡（Energy Service Network, ESN）——正在浮現。能源服務網絡並非一個具體的物理基礎設施，而是一個整閤瞭信息技術、通信技術、能源技術以及市場機製的綜閤性體係。它旨在實現對分布式能源的智能調度、優化配置、高效交易以及安全可靠的運行。 可以想象，能源服務網絡就像一個復雜的“智能交通係統”應用於能源領域。在這個網絡中，分布在各個角落的分布式能源節點，如同一個個交通站點，它們能夠實時地生成、消耗、儲存或反饋能量。而網絡則扮演著“交通指揮中心”的角色，通過先進的算法和通信協議，實時監測各個節點的能源狀態，預測能源供需變化，並智能地調度能量流嚮，確保整個係統的穩定運行和能源的最優利用。 能源服務網絡的核心功能與價值： 1. 智能化調度與優化: 能源服務網絡的核心在於其智能化調度能力。它能夠整閤來自分布式能源、用戶側負荷、電網狀態等海量數據，通過機器學習、人工智能等先進算法，預測未來的能源供需情況。基於這些預測，網絡能夠智能地決定何時啓動哪些分布式能源，何時進行儲能，何時將多餘的能源注入電網，以及如何引導用戶調整用能行為，從而最大化能源的利用效率，降低整體運行成本，並減少對化石燃料的依賴。 2. 分布式能源的集成與協同: 傳統的電網在處理大量分布式能源時，可能會麵臨穩定性、頻率波動等挑戰。能源服務網絡則提供瞭一個平颱，能夠有效地將各種不同類型的分布式能源進行集成和協同。它能夠理解不同能源的特性，並協調它們之間的配閤，例如，當太陽能發電量不足時，網絡可以自動調度電池儲能係統進行補充，或者啓動生物質能發電機。這種協同作用，能夠顯著提高能源係統的可靠性和彈性。 3. 新型能源服務的湧現: 能源服務網絡的齣現，為創新型的能源服務提供瞭廣闊的空間。例如： 需求側響應（Demand-Side Response, DSR）: 網絡可以嚮用戶發送信號，鼓勵他們在能源價格較高或供應緊張時減少用能，或將儲能設備中的電量釋放迴網絡，從而平衡電網負荷。 虛擬電廠（Virtual Power Plant, VPP）: 將分散的分布式能源聚閤起來，通過一個集中的控製平颱進行管理和調度，使其能夠作為一個整體參與電力市場交易，提供穩定可靠的電力供應，如同一個傳統的大型發電廠。 能源交易平颱: 建立P2P（點對點）的能源交易機製，允許分布式能源的生産者直接嚮其他用戶齣售多餘的能源，打破瞭傳統能源壟斷的局麵，激發瞭市場活力。 能源效率服務: 通過對能源數據的分析，為用戶提供個性化的節能建議和解決方案，幫助用戶降低能源消耗，提高能源利用效率。 4. 提升電網的韌性與可靠性: 分布式能源的加入，尤其是在靠近負荷中心時，可以減少對遠距離輸電綫路的依賴，降低輸電損耗。能源服務網絡通過對分布式能源的智能調度，能夠在發生突發事件（如極端天氣、設備故障）時，快速響應並重新配置能源流，維持關鍵區域的電力供應，從而提升整個電網的韌性和可靠性。 5. 促進可再生能源的廣泛應用: 分布式能源很大一部分是可再生能源，如太陽能和風能。這些能源的間歇性和波動性是其大規模推廣的主要障礙。能源服務網絡通過引入儲能技術和智能調度策略，可以有效地平抑可再生能源的波動，使其能夠更穩定、可靠地接入電網，從而加速可再生能源在能源結構中的比重。 能源服務網絡的關鍵技術支撐： 構建一個高效、智能的能源服務網絡，離不開一係列前沿技術的支撐： 物聯網（IoT）技術: 用於連接和監測海量的分布式能源設備和用戶側負荷，實現數據的實時采集和傳輸。 大數據分析與人工智能（AI）: 用於處理和分析海量的能源數據，進行精準的負荷預測、設備故障診斷，以及製定最優的調度策略。 區塊鏈技術: 為能源交易提供安全、透明、可追溯的平颱，保障P2P能源交易的公平性和安全性。 先進通信技術（如5G）: 提供低延遲、高可靠性的通信能力，確保指令能夠實時傳達，響應速度更快。 雲計算與邊緣計算: 提供強大的數據處理和計算能力，支持復雜的能源調度算法和應用。 電力電子技術: 確保分布式能源與電網之間的平滑、高效連接，以及儲能係統的穩定運行。 未來的展望： 能源服務網絡的構建，是應對全球能源挑戰、實現可持續發展的必然趨勢。它將推動能源係統從“集中-放射”模式嚮“分散-協同”模式轉變，從“信息孤島”走嚮“數據互聯”。在這個網絡中，能源不再僅僅是商品，更是一種可以被智能管理、高效利用、並參與共享的“服務”。 隨著技術的不斷成熟和政策的持續支持，能源服務網絡將不斷發展壯大，為構建一個清潔、高效、安全、可靠的未來能源體係奠定堅實基礎。它不僅關乎技術革新，更關乎能源生産和消費模式的根本性改變，預示著一個由智能網絡驅動的能源新時代的到來。在這個時代，每個人都可能成為能源網絡中的一個活躍節點，共同創造和享受更美好的能源未來。

評分☆☆☆☆☆

《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個名字，非常精確地概括瞭當下能源領域最前沿的研究方嚮之一。分布式能源，加上“能源服務網絡”這個更加宏觀和係統性的視角，讓我對這本書充滿瞭期待。Salavador Acha的學術背景，以及機械工業齣版社一貫嚴謹的齣版風格，都讓我相信這本書的內容會相當權威和深入。我猜想，書中不會僅僅停留在理論層麵，而是會深入到如何具體地進行“模擬”這個問題。比如，會詳細介紹不同分布式能源的數學模型，包括它們的運行特性、可靠性以及與其他能源形式的交互方式。更重要的是，如何將這些模型集成到“能源服務網絡”這個更大的框架下進行仿真，以評估不同網絡結構、控製策略以及運行模式下的係統性能。我尤其關心書中是否會涉及一些實際應用案例，例如在城市級能源管理、工業園區能源優化，或者微電網的規劃與運行中，如何利用這些模擬技術來指導實踐，從而推動分布式能源的高效利用和能源係統的可持續發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《能源服務網絡中的分布式能源模擬》讓我眼前一亮，尤其是“能源服務網絡”這個概念，感覺比單純的“電網”更加廣闊和包容。它暗示著未來能源不僅僅是簡單的輸送，更是一種包含多種服務、多種參與者的復雜係統。Salavador Acha的名字我也比較熟悉，他的研究成果在領域內很有影響力，所以對這本書的學術性和前沿性充滿信心。我特彆好奇書中會如何描繪這個“能源服務網絡”的構成要素，以及分布式能源在這個網絡中扮演的角色。是傳統的大型發電廠依然占據主導，還是小型的、可再生的能源設備能夠真正成為網絡的核心？我推測書中可能涉及到的內容包括：如何模擬不同類型分布式能源（如太陽能、風能、儲能設備）的輸齣特性，如何建立模型來分析它們在網絡中的互動，以及如何評估不同策略下的係統穩定性和經濟性。我很想知道，作者是否會探討一些顛覆性的商業模式，例如基於區塊鏈的能源交易平颱，或者用戶如何通過分布式能源實現能源自主和收益。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目《能源服務網絡中的分布式能源模擬》聽起來就充滿瞭科技感和前瞻性。我一直覺得，能源問題是關乎國計民生的大事，而分布式能源的興起，又給傳統的能源格局帶來瞭巨大的變革。Salavador Acha這位作者，我雖然不太熟悉，但機械工業齣版社齣品的書籍，我通常都覺得內容紮實，質量有保證。我個人對“模擬”這個詞特彆感興趣，因為我認為，在實際部署大規模的分布式能源係統之前，進行充分的模擬和驗證是至關重要的。我希望書中能夠詳細介紹一些用於模擬分布式能源在復雜網絡中運行的建模方法和仿真工具。比如，如何準確預測不同天氣條件下，太陽能和風能的發電量，以及如何模擬用戶側的用能需求變化，這些都是需要精細化處理的問題。我也期待書中能探討一些關於係統魯棒性、可靠性以及經濟效益的評估方法，這些將直接關係到分布式能源技術的推廣和應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就很吸引人——《能源服務網絡中的分布式能源模擬》，作者還是Salavador Acha，機械工業齣版社齣版的。我一直對能源領域的發展非常關注，尤其是近年來分布式能源的興起，感覺它正在徹底改變我們傳統的能源供給方式。這本書的題目正好切中瞭我的興趣點，分布式能源模擬，這背後涉及到的技術和算法一定非常前沿。我很好奇它會從哪些角度來探討這個問題，是側重於技術實現，還是更偏嚮於經濟效益分析？分布式能源的特點就是分散性和多樣性，如何將它們有效地整閤進一個統一的網絡，並進行精準的模擬，這本身就是一個巨大的挑戰。我希望這本書能提供一些創新的思路和實用的方法，幫助我們更好地理解和駕馭未來的能源格局。比如，關於智能電網的構建，以及如何利用大數據和人工智能技術來優化分布式能源的調度和管理，這些都是我非常期待在書中找到答案的。這本書的齣版，無疑為我們提供瞭一個深入瞭解分布式能源前沿研究的絕佳機會。

評分☆☆☆☆☆

一看到《能源服務網絡中的分布式能源模擬》這個書名，我就想到瞭一個全新的能源時代的圖景。分布式能源不再是零散的點，而是能夠通過某種“網絡”連接起來，形成一個更加靈活、高效、可靠的係統。Salavador Acha的名字讓我對這本書的專業性有瞭很高的期待，機械工業齣版社的齣版質量也一直令人放心。我猜想這本書的核心內容會圍繞著“模擬”展開，這意味著它會運用大量的數學模型、算法和計算方法來分析分布式能源的運行狀態。我尤其關心書中是否會介紹一些先進的模擬技術，例如基於Agent的建模，或者時序分析模型，來捕捉分布式能源固有的不確定性和動態性。此外，書中可能還會涉及到如何將模擬結果應用於實際的能源係統設計和優化，比如如何確定分布式能源的最佳配置方案，或者如何應對突發事件對網絡的影響。總而言之，這本書的齣現，對於那些緻力於研究和開發下一代能源係統的工程師和學者來說，無疑是一份寶貴的知識財富。