[發(fā)明專利]用網(wǎng)絡(luò)流對電-氣互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化分析的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010168743.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111682520B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊萬清;胡幸集;葛維春;李巍;張宏宇;金鵬;申家鍇;王瑋;鄒楠;李衛(wèi)東;朱巖;陶婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司;大連理工大學;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 大連格智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21238
• 代理人: 劉琦

1.一種用網(wǎng)絡(luò)流對電—氣互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化分析的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定電—氣互聯(lián)系統(tǒng)的區(qū)域電力系統(tǒng)參數(shù)、區(qū)域天然氣系統(tǒng)參數(shù)以及區(qū)域電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)互聯(lián)的相關(guān)參數(shù)；

S2：確定電—氣互聯(lián)系統(tǒng)的運行模式，其中，所述運行模式由兩位數(shù)確定；所述運行模式?jīng)Q定最后計算結(jié)果同質(zhì)為何種模式系統(tǒng)，其中能量系統(tǒng)為00，為模式一；電力系統(tǒng)為01，為模式二；天然氣系統(tǒng)為10，為模式三；

S3：選擇合適單位并將能量和功率設(shè)為標幺值，將電力系統(tǒng)中的電能流以及天然氣系統(tǒng)中氣流量換算成標幺值下的能流值；

S4：設(shè)所述電—氣互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流模型中電力系統(tǒng)節(jié)點數(shù)為n_e，天然氣系統(tǒng)節(jié)點數(shù)為n_g，在此基礎(chǔ)上增加一個源點s和一個匯點t，總節(jié)點數(shù)為n；確定電—氣互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流模型中發(fā)電機節(jié)點和氣源節(jié)點，將所述發(fā)電機節(jié)點和氣源節(jié)點與所述源點s相連；確定電—氣互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流模型中電力系統(tǒng)負荷節(jié)點和天然氣系統(tǒng)負荷節(jié)點，將所述電力系統(tǒng)負荷節(jié)點和天然氣系統(tǒng)負荷節(jié)點與所述匯點t相連；

S5：根據(jù)電力系統(tǒng)中發(fā)電機節(jié)點出力上下限、線路功率傳輸上下限、電負荷節(jié)點以及天然氣系統(tǒng)中氣源節(jié)點產(chǎn)氣上下限、管道輸氣上下限、氣負荷節(jié)點，形成一個包含所述網(wǎng)絡(luò)流模型各支路n×n的容量約束表；

S6：根據(jù)發(fā)電機煤耗特性參數(shù)、氣源費用參數(shù)、確定網(wǎng)絡(luò)流模型各支路的權(quán)值表，具體求解所述權(quán)值表的方法為：

對于不考慮網(wǎng)損情況下的發(fā)電機節(jié)點：

式中W_sie為源點s到發(fā)電機i的權(quán)值；f為發(fā)電機煤耗特性函數(shù)；P_G為發(fā)電機有功出力功率；

對于考慮網(wǎng)損情況下的發(fā)電機節(jié)點：

式中P_loss為網(wǎng)損功率；

對于氣源節(jié)點：

W_sig＝c_i?????(3)

式中c_i為氣源節(jié)點i的單位產(chǎn)氣費用；

對于輸氣管道或輸電導線：

W_ij＝f(R,X,P_Lij,C_ij)?????(4)

式中W_ij為節(jié)點i到節(jié)點j的輸氣管道或輸電導線權(quán)值；R為輸電導線電阻；X為輸電導線電抗；P_Lij為節(jié)點i到節(jié)點j的輸氣管道或輸電導線流動功率；C_ij為輸氣管道常數(shù)；具體公式根據(jù)所述輸氣管道或輸電導線為輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)或輸氣網(wǎng)格而不相同，需根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)給定；

對于電負荷和氣負荷節(jié)點：

W_it＝0?????(5)

式中，W_it為電負荷或氣負荷節(jié)點i到匯點t的權(quán)值；

S7：設(shè)定合適步長，采用最短路徑算法求解所述電—氣互聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流模型中源點s到匯點t的最短路徑，并根據(jù)所述最短路徑中所有節(jié)點和所有支路線路功率流通情況，更新權(quán)值表和容量約束表，循環(huán)S7，直到所有電負荷節(jié)點和氣負荷節(jié)點達到規(guī)定數(shù)值；

S8：根據(jù)上述電—氣互聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流模型以及所得到最短路徑的計算結(jié)果，并根據(jù)工程要求求解并記錄當前的線路功率情況和費用多少；

S9：根據(jù)S2得到的運行模式兩位數(shù)，判斷當前系統(tǒng)的運行模式，根據(jù)不同的模式進行多能分析；當系統(tǒng)的運行模式為模式一時，電—氣互聯(lián)系統(tǒng)表現(xiàn)為能量系統(tǒng)，線路功率即為系統(tǒng)能量流動情況，因此輸出結(jié)果即可，結(jié)束；

S10：當系統(tǒng)的運行模式為模式二時，電—氣互聯(lián)系統(tǒng)表現(xiàn)為電力系統(tǒng)，線路功率可視為電功率流動；對于簡單網(wǎng)絡(luò)，用下式計算電壓情況；對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可通過牛拉法，PQ分解方法進行求解；

式中P_ij為i節(jié)點和j節(jié)點相連支路始端有功功率；Q_ij為i節(jié)點和j節(jié)點相連支路始端無功功率；U_i為i節(jié)點電壓；U_j為j節(jié)點電壓；j為虛數(shù)；

S11：若計算得到的電壓不越線，則輸出所述電壓、線路電功率、費用結(jié)果，結(jié)束；若計算得到的電壓越線，設(shè)定電壓值為臨界值，通過式(6)或在牛拉法、PQ分解法方法中設(shè)為PV節(jié)點重新計算，然后輸出所述電壓、線路電功率、費用結(jié)果，結(jié)束；

S12：當系統(tǒng)的運行模式為模式三時，電—氣互聯(lián)系統(tǒng)表現(xiàn)為天然氣系統(tǒng)，線路功率可轉(zhuǎn)化為氣流量流動；對于簡單網(wǎng)絡(luò)，用下式計算氣壓情況；對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可通過牛拉法方法進行求解；

式中，f_ij為i節(jié)點和j節(jié)點相連支路氣流量；p_i為i節(jié)點氣壓；p_j為j節(jié)點氣壓；C_ij為管道常數(shù)；

S13：若計算得到的氣壓不越線，則輸出所述氣壓、線路氣流量、費用結(jié)果，結(jié)束；若計算得到的氣壓越線，設(shè)定氣壓值為臨界值，通過式(7)或在牛拉法、PQ分解法等方法中設(shè)為恒壓節(jié)點重新計算，然后輸出所述氣壓、線路氣流量、費用結(jié)果，結(jié)束。