[發明專利]一種氣電聯合系統的協同規劃方法

有效

• 申請號: 201811561201.3
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109636052B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 范宏;劉巧宏;魯家陽
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種氣電聯合系統的協同規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)考慮電力系統的安全約束的同時考慮天然氣系統的安全約束以及氣電耦合約束條件，建立氣電聯合系統的協同規劃模型，氣電聯合系統的協同規劃模型的目標函數為：

MinF＝C_inv+C_op+C_carbon

其中，C_inv為投資成本，C_op為運行成本，C_carbon為碳排放成本，和分別為規劃期內的候選線路l、管道p的投資費用，N_l和N_p分別為線路l和管道p上新建的回路數，Ω_Cline為待建電力線路的集合，Ω_Cpipe為待建天然氣管道的集合，分別為氣源的單位天然氣價格和燃煤發電機的單位出力成本，S_s為氣源s的天然氣供氣量，P_g為發電機g的有功出力，Ω_Supplier為天然氣網中氣源的集合，Ω_CG為非燃氣機組的集合，T_max為年最大負荷利用小時數，為碳價格，ξ₁和ξ₂分別為燃煤發電機組和燃氣發電機組的碳排放系數；

氣電聯合系統的協同規劃模型的約束條件包括設備建設約束、電力系統約束和天然氣系統約束，所述的設備建設約束具體為：

規劃期內每條電力線路和管道新建的回數不能超過限制：

其中，和分別為電力線路l和管道p上新建的回數上限；

所述的電力系統約束包括：

電力平衡約束：

其中，和分別為節點-發電機關聯矩陣、節點-線路關聯矩陣和節點-負荷關聯矩陣，P_g，分別為發電機g出力和負荷d_elec的大小，P_l為線路l的潮流大小，Ω_Gen、Ω_Eload和Ω_elec分別為電力系統中的發電機、電力負荷和節點的集合，Ω_Aline為規劃后的電力線路集合，m為電力系統中的節點編號；

發電機出力約束：

g∈Ω_Gen

其中，和分別為發電機g的出力上、下限；

節點電壓約束：

V_min≤V_m≤V_max m∈Ω_elec

其中，V_min和V_max分別為節點m電壓的上、下限；

線路有功功率約束：

m₁,m₂∈Ω_Aline

|P_l|≤P_l^max

其中，分別為線路首、尾兩端節點m₁,m₂的相角，X_l為電力線路l的電抗，P_l^max為電力線路l的功率傳輸極限；

所述的天然氣系統約束包括：

天然氣氣流平衡約束：

其中，A^s、A^gl、A^c和A^p分別為節點-氣源關聯矩陣、節點-氣負荷關聯矩陣、節點-壓縮機關聯矩陣和節點-管道關聯矩陣，Ω_Gload，Ω_Cp，Ω_gas分別為天然氣系統中的氣負荷集合、壓縮機集合以及節點集合，Ω_Apipe為規劃后的天然氣管道的集合，n為天然氣系統中的節點編號，Q_dgas為氣負荷d_gas大小，τ_c為折算后得到壓縮機耗氣量，f_p為管道p間的天然氣流量；

節點壓力約束：

n∈Ω_gas

其中，和分別為節點n壓力的上限和下限；

氣源點出氣約束：

s∈Ω_Supplier

其中，和分別為氣源s出氣量的上限和下限；

壓縮機約束：

c∈Ω_Cp

其中，和分別為壓縮c的壓縮比上限和下限，和分別為壓縮機c首、尾兩端的壓力值；

電和氣網絡關聯約束：

k∈Ω_ECN,j∈Ω_GCN

其中，r_k、q_k和b_k分別為燃氣輪機的燃料系數，Ω_ECN表示電力系統中的關聯節點集合，Ω_GCN表示天然氣系統中的關聯節點集合；

2)以氣電聯合系統的規劃方案作為粒子，采用粒子群算法求解氣電聯合系統的協同規劃模型，獲得天然氣管道和電力線路的最優規劃方案，即各個管道和線路走廊上新建的管道和線路數量。