[發明專利]一種電熱互聯綜合能源系統最優能量流計算方法

在審

• 申請號: 201811144911.6
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109241662A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 衛志農;孫娟;孫國強;臧海祥;陳勝
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 劉淵

本發明公開了一種電熱互聯綜合能源系統最優能量流計算方法。該方法包含以下內容，首先建立電熱互聯綜合能源系統模型，然后同時計及電力系統約束、熱力系統約束和耦合元件約束建立電熱互聯綜合能源系統非線性優化模型，最后采用內點法計算系統最優能量流，得到一組最優調度方案。算例分析結果驗證了本發明所提方法的可行性和有效性。

技術領域

本發明涉及一種電熱互聯綜合能源系統最優能量流計算方法，屬于綜合能源系統運行調度領域。

背景技術

最優潮流是指當電力系統的結構參數給定的情況下，通過調節系統中的控制變量改變系統的運行狀態，使其中的某一或某些性能指標達到最優，最優潮流是網絡規劃和運行的重要工具，現已在電力系統規劃、有功調度、機組組合、無功優化、電力市場等眾多領域得到廣泛的使用。隨著熱網的普及以及熱電聯產(Combined Heat and Power,CHP)機組的逐步應用，電力系統和熱力系統耦合不斷加深，電熱互聯綜合能源系統逐漸引起國內外專家學者的廣泛關注。在電熱互聯綜合能源系統中，其優化分析依然是系統安全經濟運行的基礎，目前有關電熱互聯綜合能源系統優化的研究尚處于起步階段。已有的模型著重了考慮電力系統的相關約束，對熱力系統只考慮熱力平衡這一條件，并沒有考慮熱力網絡約束的影響。而實際上，熱力網絡本身存在著壓頭損失、傳熱損耗、容量限制等諸多方面的特點，其影響不可忽略。

原對偶內點法基本思想是在目標函數中引入拉格朗日乘子，在約束條件中引入松弛變量，通過構造對數障礙壁壘函數保證每次求解的結果都在可行域的內部，因其具有較高的計算精度和較快的收斂性，已經廣泛應用于電力系統最優潮流計算，但是在電熱互聯綜合能源系統的最優能量流計算中還鮮有涉及。本發明提出一種電熱互聯綜合能源系統最優能量流計算方法求解系統最優能量流。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于，同時計及電力系統約束、熱力系統約束和耦合元件約束建立電熱互聯綜合能源系統非線性優化模型，提出能有效求解非線性優化模型的原對偶內點法得到一組最優調度方案。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種電熱互聯綜合能源系統最優能量流計算方法，包括以下步驟：

步驟1：建立電熱互聯綜合能源系統模型，包括電力系統模型、熱力系統水力模型和熱力模型、CHP機組模型；

步驟2：同時計及電力系統約束、熱力系統約束和耦合元件約束建立電熱互聯綜合能源系統非線性優化模型，并以網絡總運行成本最小為優化控制目標，兼顧系統運行的安全性和經濟性；

步驟3：采用原對偶內點法計算電熱互聯綜合能源系統最優能量流，得到一組最優調度方案。

進一步地，所述步驟1具體包括以下步驟：

步驟101：建立電力系統模型，電力系統模型用經典的交流潮流模型描述，其節點的功率表達式如下：

式中：P、Q為節點的有功功率和無功功率；Y為節點導納矩陣；為節點電壓相量；

步驟102：建立熱網水力模型，熱網水力模型可以由流量連續性方程、回路壓頭方程和壓頭損失方程來描述，即：

A_Hm＝m_q (2)

B_Hh_f＝0 (3)

h_f＝Km|m| (4)