[發明專利]一種動態潮流分析方法及動態潮流分析系統

有效

• 申請號: 201711341354.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107947182B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 孫宏斌;夏天;郭慶來
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖;吳鑫

1.一種用于多能互補綜合能源系統的動態潮流分析方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一，基于圖論將非電系統抽象成圖進行網絡拓撲分析，構建非電系統準穩態模型；

步驟二，構建電力系統潮流模型；

步驟三，用功率輸出外特性穩態模型或一階慣性動態模型表征各耦合設備，構建非電系統與電力系統之間進行耦合的耦合設備功率輸出外特性穩態模型或一階慣性動態模型；

步驟四，聯立步驟一非電系統準穩態模型、步驟二電力系統潮流模型以及步驟三耦合設備功率輸出外特性穩態模型或一階慣性動態模型，構建多能互補綜合能源系統的動態潮流模型；

步驟五，采用混合求解算法求解步驟四多能互補綜合能源系統動態潮流模型，所述混合求解算法指非電系統潮流模型和電力系統潮流模型分別用不同迭代算法進行求解；

所述混合求解算法包含如下步驟：

(1)靜態潮流計算過程：

進行非電系統靜態潮流計算，計算收斂后，根據非電系統收斂計算結果通過耦合設備功率輸出外特性穩態或一階慣性動態模型修正耦合器件電功率；

進行電力系統潮流計算，收斂后，再根據電力系統收斂計算后耦合器件電功率通過步驟三耦合設備功率輸出外特性穩態或一階慣性動態模型修正電熱耦合器件非電狀態量；

若前后兩次計算得到的耦合器件電功率誤差不滿足精度要求，則刷新電熱耦合器件非電狀態量后繼續進行計算直至超出最大迭代次數，若滿足，則停止迭代，計算結果將作為動態計算的0時刻初值；

(2)動態潮流計算過程：

檢測該時刻是否存在擾動，若存在則將擾動量經過換算計入非電系統動態潮流模型中；

進行非電系統動態潮流計算，計算收斂后，根據非電系統收斂計算結果通過耦合設備功率輸出外特性穩態或一階慣性動態模型修正耦合器件電功率；

進行電力系統潮流計算，收斂后，再根據電力系統收斂計算后耦合器件電功率通過耦合設備功率輸出外特性穩態或一階慣性動態模型修正電熱耦合器件非電狀態量；

判斷前后兩次計算得到的耦合器件電功率誤差是否滿足精度要求或超出最大迭代次數，若否，則在刷新電熱耦合器件非電狀態量后繼續進行計算；若是，則進一步判斷是否已經到達截止時間，若是，則計算結束，輸出結果，否則進入下一時步計算；

或者所述混合求解算法包含如下步驟：

(1)對多能互補綜合能源系統拓撲關系進行分析，獲取關聯矩陣；

(2)對模型計算數據進行數據標幺化處理，從而完成計算數據準備；

(3)初始化迭代次數k＝0，初始化耦合設備電力系統狀態量X_e^(k)及熱網系統狀態量X_h^(k)，且初始值隨機分配；

(4)進行熱力管網靜態潮流計算，然后判斷靜態潮流計算是否收斂，如果收斂跳入步驟(5)；否則計算結束；

(5)根據熱力管網靜態潮流計算結果修正耦合器件電功率P_e^(k)，記為P_e^(1)(k)，并利用耦合器件電功率P_e^(1)(k)進行電力系統潮流計算，然后判斷是否達到收斂，若是，跳入步驟(6)；否則計算結束；

(6)記電力系統潮流計算收斂后耦合器件電功率P_e^(2)(k)，根據耦合器件電功率P_e^(2)(k)修正耦合器件熱網狀態量X_h^(k)；然后判斷是否|P_e^(1)(k)-P_e^(2)(k)|＜ε或k＞k_max，其中ε，k_max取經驗值；若k＞k_max，則計算結束；若|P_e^(1)(k)-P_e^(2)(k)|＜ε且k≤k_max，則跳入步驟(7)進行動態計算，且當前時刻t＝t+dt，其中dt表示一個時步的度量；否則，k＝k+1后返回步驟(4)；

(7)判斷是否存在擾動，若存在，處理擾動信息，更新熱網狀態量X_h^(k)后，跳入步驟(8)；否則直接跳入步驟(8)；

(8)進行熱力管網動態潮流計算，判斷計算是否收斂，若是，跳入步驟(9)，否則計算結束；

(9)根據熱力管網動態潮流計算結果修正耦合器件電功率P_e^(k)，記為P_e^(3)(k)，并利用耦合器件電功率P_e^(3)(k)進行電力系統潮流計算，然后判斷電力系統潮流計算是否能夠計算收斂，若是跳入步驟(10)，否則計算結束；

(10)記電力系統潮流計算收斂后耦合器件電功率P_e^(4)(k)，根據耦合器件電功率P_e^(4)(k)修正耦合器件熱網狀態量X_h^(k)；然后判斷是否|P_e^(3)(k)-P_e^(4)(k)|＜ε或k＞k_max，其中ε，k_max取經驗值；若是跳入步驟(11)；否則k＝k+1后返回步驟(8)；

(11)判斷是否tt_end，其中t_end表示截止時間，若是，計算結束，輸出計算結果；否則，t＝t+dt跳入步驟(7)。