[發明專利]氣電綜合管網協同規劃方法、裝置、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011034239.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112183854A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王豐;楊函煜;黎燦兵;肖泉;汪鑫;周瓏
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 長沙智勤知識產權代理事務所(普通合伙) 43254
• 代理人: 彭鳳琴

本發明提供一種氣電綜合管網協同規劃方法、裝置、電子設備及存儲介質，方法包括：在保證滿足電力網絡的安全運行約束、生物天然氣網絡的安全運行約束以及生物質原料交通運輸網絡約束的條件下，建立以投資費用和運行費用最小為目標函數的多階段聯合規劃模型，此外，多階段協同規劃模型還包括規模化生物天然氣工程投建約束、總產氣量約束、實時產氣量約束和設備投資約束；根據多階段聯合規劃模型確定考慮區域生物質供應能力的氣電綜合管網的協同規劃方案。通過合理選址規模化生物天然氣工程，減少原料運輸成本，降低規劃成本，保障區域供需平衡，促進了規模化生物天然氣工程的穩定運行。

技術領域

本發明涉及數據處理領域，尤其涉及一種考慮區域生物質供應能力的氣電綜合管網的協同規劃方法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

目前我國已初步建成全國性天然氣干線管網，但仍然存在建設發展速度滯后，管道設施不足，互聯互通不夠等問題，仍有超過20％的地級地方區域，約30％的縣級地方區域沒有接通管道氣。這些地區民用燃氣短缺、管網鋪設投資和輸送成本過高，現有的城鎮燃氣供應體系難以覆蓋新型城鎮化區域。發展規模化生物天然氣工程(centralized biogasplant,CBP)，生產供應清潔能源，一方面，能夠通過區域性的天然氣管網鋪設實現新型城鎮集中供氣供熱，滿足炊事采暖用能需求；另一方面天然氣管網通過燃氣機組與地區電網耦合，形成區域性電-氣綜合能源系統，提高綜合用能效率，替代煤耗機組減少碳排放量。

現有天然氣-電力協同規劃方法主要是針對輸、配電網絡與天然氣管網，協同規劃線路走廊擴容管道、新建管道，新建發電機組等，這種規劃方法考慮的是天然氣管網，而不是以生物天然氣工程為中心而鋪設的區域管網。因此，這種方法不適用于以生物天然氣工程為氣源的區域管網規劃。然而，對于以生物天然氣工程為氣源的區域管網規劃問題，規模化生物天然氣工程通常面臨地區生物質資源不足、供需不平衡等問題，導致天然氣管道規劃和輸電線路的擴建規劃不合理，使得擴建成本較高。

發明內容

本發明實施例提供一種考慮區域生物質供應能力的氣電綜合管網的協同規劃方法，能夠合理選址生物天然氣工程，減少原料運輸成本，并提供最優的天然氣管道規劃和輸電線路擴容方案。

第一方面，本發明實施例提供一種考慮區域生物質供應能力的氣電綜合管網的協同規劃方法，包括：

在保證滿足電力網絡的安全運行約束、生物天然氣網絡的安全運行約束以及生物質原料交通運輸網絡約束的條件下，建立以投資費用和運行費用最小為目標函數的多階段聯合規劃模型，此外，多階段協同規劃模型還包括規模化生物天然氣工程投建約束、總產氣量約束、實時產氣量約束和設備投資約束；

根據所述多階段聯合規劃模型確定所述考慮區域生物質供應能力的氣電綜合管網的協同規劃方案。

可選的，所述電力網絡的安全運行約束包括電力網絡潮流約束、燃氣機組出力約束、變電站出力約束、節點功率平衡約束、電力網絡輻射結構約束、輸電線路可選電纜類型約束。

可選的，所述天然氣管網的安全運行約束包括節點氣流平衡約束、天然氣管網潮流約束、節點氣壓平衡約束、天然氣網輻射結構約束、新建天然氣管網管道約束以及天然氣管網和電力網絡耦合約束。

可選的，所述運行費用具體包括：交通運輸成本、CBP運營成本、網損費用、變電站購電費用。

可選的，所述建立以投資費用和運行費用最小為目標函數的多階段聯合規劃模型的步驟具體包括：

建立包含電力網絡、生物天然氣網絡、生物質原料交通運輸網絡的三網耦合的兩階段協同規劃模型M1，所述兩階段協同規劃模型M1以在規劃水平年內最小化投資費用和運行費用為目標函數，同時滿足生物天然氣網絡的安全運行約束、電力網絡的安全運行約束、生物質原料交通運輸網絡約束、規模化生物天然氣工程投建約束、總產氣量和實時產氣量約束以及設備投資約束；