[發(fā)明專利]一種天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型的求解方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010925566.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN112232624B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭小璇;吳宛潞;韓帥;孫樂平;楊藝云;肖靜;陳衛(wèi)東;秦麗娟;吳寧;黎新;吳玥;林溪橋;廖敏樂;戴承承
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京國(guó)帆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝;徐愛萍

1.一種天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型的求解方法，其特征在于，所述方法包括：

建立天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型；

對(duì)所述天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型中的非線性項(xiàng)進(jìn)行線性化處理，并生成混合整數(shù)規(guī)劃模型；

利用CPLEX求解器對(duì)所述混合整數(shù)規(guī)劃模型進(jìn)行求解；

對(duì)所述天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型中的非線性項(xiàng)進(jìn)行線性化處理，并生成混合整數(shù)規(guī)劃模型，包括：

分別對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電函數(shù)、所述燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)合運(yùn)行過程中的約束條件以及管道流量及其兩端壓力關(guān)系約束進(jìn)行分段與線性逼近處理，具體處理過程分別如下：

(1)將所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電函數(shù)劃分為N_e段進(jìn)行線性逼近處理為：

其中，P_e,r,t為t時(shí)段下常規(guī)電源e在第r段的出力，α_e,r為常規(guī)電源e在第r段的分段線斜率，C_e,r為常規(guī)電源e在第r個(gè)分段點(diǎn)處的成本值，P_e,r為常規(guī)電源e在第r個(gè)分段點(diǎn)處的出力，R為(N_e+1)個(gè)分段點(diǎn)的集合；C_e,t為t時(shí)刻下常規(guī)電源e的運(yùn)行成本函數(shù)；P_e,t為t時(shí)刻下常規(guī)電源e的出力；c_e表示常規(guī)電源e的供應(yīng)成本系數(shù)；

(2)把所述燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)合運(yùn)行過程中的約束條件充當(dāng)為非線性二次函數(shù)，并將其劃分為N_g段進(jìn)行線性逼近處理為：

其中，P_g,u,t為t時(shí)段下燃?xì)廨啓C(jī)g在第u段的出力，α_g,u為燃?xì)廨啓C(jī)g在第u段的分段線斜率，F(xiàn)_g,u為燃?xì)廨啓C(jī)g在第u個(gè)分段點(diǎn)處的消耗流量值，P_g,u為燃?xì)廨啓C(jī)g在第u個(gè)分段點(diǎn)處的出力，U為(N_g+1)個(gè)分段點(diǎn)的集合；F_g,t為t時(shí)段下燃?xì)廨啓C(jī)g消耗的燃?xì)饬髁浚籔_g,t為t時(shí)段下燃?xì)廨啓C(jī)g的出力；c_g為燃?xì)廨啓C(jī)g的發(fā)電系數(shù)；為燃?xì)廨啓C(jī)g的壓力最小值；為燃?xì)廨啓C(jī)g的壓力最大值；

(3)對(duì)所述管道流量及其兩端壓力關(guān)系約束進(jìn)行線性化處理過程為：基于所述管道流量及其兩端壓力關(guān)系約束實(shí)際上可簡(jiǎn)寫為非線性函數(shù)F_m,n＝F_m,n(Π_m,Π_n)進(jìn)行描述，首先根據(jù)管道兩端所連接的節(jié)點(diǎn)壓力范圍，定義(Π_m,Π_n)的等距二維網(wǎng)格點(diǎn)集X，并為該二維網(wǎng)格點(diǎn)集X中的每一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)k關(guān)聯(lián)一個(gè)非負(fù)權(quán)重λ^k；其次對(duì)函數(shù)F_m,n的域進(jìn)行三角剖分以獲取三角形集Y，并為該三角形集Y中的每一個(gè)三角形κ關(guān)聯(lián)一個(gè)變量y^κ∈{0,1}，此時(shí)可定義所述非線性函數(shù)的網(wǎng)格約束條件為：

最后，通過該二維網(wǎng)格點(diǎn)集X中的每一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)k的凸組合分段對(duì)所述非線性函數(shù)進(jìn)行線性化，根據(jù)管道起點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)壓力以及管道終點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)壓力，對(duì)每一段凸組合進(jìn)行約束為：

其中，定義N(κ)為屬于三角形κ的λ-變量集。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型的求解方法，其特征在于，所述建立天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型包括：

確定天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行的成本最優(yōu)函數(shù)；

確定電力網(wǎng)絡(luò)在聯(lián)合運(yùn)行過程中的約束條件、天然氣發(fā)電機(jī)組在聯(lián)合運(yùn)行過程中的約束條件以及燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)合運(yùn)行過程中的約束條件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模型的求解方法，其特征在于，所述天然氣與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行的成本最優(yōu)函數(shù)為：

其中，C_w,t為t時(shí)刻下氣源w的運(yùn)行成本，C_e,t為t時(shí)刻下常規(guī)電源e的運(yùn)行成本，Nt為運(yùn)行時(shí)間周期，W為所有氣源的總和，E為所有電源的總和，c_w為氣源w的供應(yīng)成本系數(shù)，F(xiàn)_w,t為t時(shí)刻下氣源w的出力，c_e、b_e、a_e均為常規(guī)電源e的供應(yīng)成本系數(shù)，P_e,t為t時(shí)刻下常規(guī)電源e的出力。