[發明專利]一種多能源系統同質化耦合建模方法

在審

• 申請號: 201611247196.X
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106874646A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 葉林;張亞麗;張慈杭;陳超宇;饒日晟;么艷香
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙)11392
• 代理人: 董琪

技術領域

本發明涉及電力系統運行與控制領域，特別涉及一種多能源系統同質化耦合建模方法。

背景技術

隨著化石能源的逐漸枯竭以及隨之帶來的環境問題日益嚴重，世界各國開始大力發展可再生能源。由于大部分可再生能源發電的出力特性具有隨機性和間歇性，如果大規模并網，會對電網的穩定運行造成沖擊。

傳統的能源系統在建模與分析時，一般將風、光、水、氣、火、儲等多種能源形式分開處理，常忽略不同能源之間的相互作用或做近似處理。將風、光、水、氣、火、儲等多種能源形式相結合，克服單一的風力發電或光伏發電的不穩定性，實現能源的優勢互補和效率提升，為可再生能源有效接入電網提供了一種新的解決思路。然而，隨著分布式能源應用范圍的不斷擴大，多種能源系統的耦合和聯系日益緊密。因此，多領域集成化仿真與控制是目前迫切需要解決的問題之一，而全面考慮風、光、水、氣、火、儲等能源同質化耦合的建模問題及分析技術是其核心問題。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種多能源系統同質化耦合建模方法。該方法可以包含多種能量范疇，并可解決多種非線性問題；準確反映多能源系統內部的信號流向、功率流向和能量流向，便于對照實物建立系統模型；狀態變量具有確定的物理意義，便于對多能源系統進行性能分析；可以進行組件化建模，修改模型迅速方便；可以按照一定規則直接由功率鍵合圖模型求得系統狀態方程，配合適當程序，甚至可以直接由功率鍵合圖模型得到系統的響應，該方法應用功率鍵合圖理論。因此在多能源系統中以統一的方式處理風、光、水、氣、火、儲等多種能源形式的建模與分析問題，具有結構簡明，包含信息量大及動力學建模過程規則化等特點。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種多能源系統同質化耦合建模方法，包括以下步驟：

步驟1，分析多種異質能源的基本物理特性，結合多種異質能源的時空分布特性和波動特性差異，建立多種異質能源的數學模型；

基于功率鍵合圖理論，通過多種異質能源的數學模型，建立多能源系統同質化耦合模型；

步驟2，分析多種異質能源參與互補協調調度的可控能力，辨識多能源系統同質化耦合模型的關鍵特征參數；

步驟3，將多能源系統同質化耦合模型的輸出與實際運行數據進行對比，分析多能源系統同質化耦合模型的精度；

步驟4，分析多能源系統同質化耦合模型對不同典型運行場景的適用性，并驗證多能源系統同質化耦合模型在不同典型運行場景中所顯現的特性是否與實際運行數據基本一致，如果不一致，為精度較低，則優化調整多能源系統同質化耦合模型的關鍵特征參數。

在上述技術方案的基礎上，步驟1中，所述多種異質能源包括風、光、水、氣、火和儲能。

在上述技術方案的基礎上，步驟1中，所述同質化是指將多種異質能源的能量輸出形式進行統一。

在上述技術方案的基礎上，步驟1中，基于功率鍵合圖理論，通過多種異質能源的數學模型，揭示多種異質能源系統能量隨時間、空間變化的基本規律，建立多時間尺度下的多種異質能源同質化耦合模型。

在上述技術方案的基礎上，步驟2中，所述關鍵特征參數包括能源的波動區間、爬坡率、轉換速率、安全約束和可控裕度。

在上述技術方案的基礎上，步驟3中，所述實際運行數據為實際運行中多種異質能源的輸出能量。

本發明所述的一種多能源系統同質化耦合建模方法，可以包含多種能量范疇，并可解決多種非線性問題；準確反映多能源系統內部的信號流向、功率流向和能量流向，便于對照實物建立系統模型；狀態變量具有確定的物理意義，便于對多能源系統進行性能分析；可以進行組件化建模，修改模型迅速方便；可以按照一定規則直接由功率鍵合圖模型求得系統狀態方程，配合適當程序，甚至可以直接由功率鍵合圖模型得到系統的響應，該方法應用功率鍵合圖理論。因此在多能源電力系統中以統一的方式處理風、光、水、氣、火、儲等多種能源形式的建模與分析問題，具有結構簡明，包含信息量大及動力學建模過程規則化等特點。

附圖說明

本發明有如下附圖：

圖1本發明所述方法的示意圖；

圖2本發明所述方法的流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1～2所示，本發明所述的一種多能源系統同質化耦合建模方法，包括如下步驟：