[發(fā)明專利]電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810812846.3
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108964041B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧志剛;顧媛媛;潘麗娜;楊英杰;楊宇
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

本發(fā)明公開了一種電?氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力的控制方法，包括如下步驟：對于含有電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的電?氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)，對運(yùn)行約束條件下的最大負(fù)荷供應(yīng)能力做出定義；建立考慮N?1安全約束的電?氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力模型；確立電?氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)的安全運(yùn)行約束條件；將電?氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力模型中的非線性部分線性化；使用YALMIP工具箱將電力系統(tǒng)參數(shù)、天然氣系統(tǒng)參數(shù)依次輸入，編寫電力系統(tǒng)約束、天然氣系統(tǒng)約束和目標(biāo)函數(shù)程序，調(diào)用CPLEX工具箱求解。本發(fā)明結(jié)果更加準(zhǔn)確，可用于實際工程中大規(guī)模大系統(tǒng)的優(yōu)化問題。本發(fā)明在電力系統(tǒng)或天然氣系統(tǒng)故障時均適用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力的控制方法。

背景技術(shù)

近年來，能源與環(huán)境問題日益突出，綜合能源系統(tǒng)成為未來能源系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢和重要載體。綜合能源系統(tǒng)不僅僅包括新能源、化石能源的優(yōu)化，還包括電力流、熱力流、能源流和數(shù)據(jù)流等的優(yōu)化和設(shè)計，使得電力、熱力和天然氣等能源達(dá)到最高的使用率。

與傳統(tǒng)的煤炭、石油等一次能源相比，天然氣具有清潔、易存儲、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。而天然氣發(fā)電較之化石能源發(fā)電也有環(huán)境污染小、節(jié)能減碳效果明顯、啟停相應(yīng)迅速、消耗低收益高等優(yōu)勢。如圖1所示，燃?xì)廨啓C(jī)和電轉(zhuǎn)氣技術(shù)實現(xiàn)了電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)能量流的雙向流動。電轉(zhuǎn)氣技術(shù)的發(fā)展，將可再生能源的富余出力轉(zhuǎn)化成甲烷，再注入到天然氣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)輸或存儲，使得電能的大規(guī)模存儲成為可能。

綜上所述，有必要針對電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)，發(fā)明一種新的最大負(fù)荷供應(yīng)能力的控制方法，在規(guī)劃時幫助制定系統(tǒng)的升級、改造和擴(kuò)建，在運(yùn)行時評估當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的裕度，進(jìn)行更好的方式安排。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力的控制方法。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明所述方法的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：對于含有電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)，對運(yùn)行約束條件下的最大負(fù)荷供應(yīng)能力做出定義，最大負(fù)荷供應(yīng)能力定義為電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)在滿足電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)運(yùn)行約束條件下所能供應(yīng)的最大負(fù)荷，其中運(yùn)行約束條件包括實際運(yùn)行約束和N-1靜態(tài)安全約束；

步驟S2：建立考慮N-1安全約束的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力模型；

步驟S3：確立電-氣互聯(lián)能源系統(tǒng)的安全運(yùn)行約束條件，包括電力系統(tǒng)安全運(yùn)行約束和天然氣系統(tǒng)安全運(yùn)行約束以及耦合元件約束；

步驟S4：將電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力模型中的非線性部分線性化；

步驟S5：使用MATLAB的YALMIP工具箱，將電力系統(tǒng)參數(shù)、天然氣系統(tǒng)參數(shù)依次輸入；然后編寫整理后的線性形式的電力系統(tǒng)約束條件及天然氣系統(tǒng)約束條件程序；最后加入目標(biāo)函數(shù)，調(diào)用CPLEX工具箱進(jìn)行求解，求解時需將天然氣系統(tǒng)流量單位m³/h轉(zhuǎn)換到電力系統(tǒng)功率單位MW：

式中，S_gas為管道流速，以MW衡量；G_gas為管道流速，以m³/h衡量；LHV為固定低熱值。

上述技術(shù)方案中，步驟S2中的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)最大負(fù)荷供應(yīng)能力模型為：

TLC＝minTLC_k (1)