[發明專利]綜合能源微網園區系統狀態的估計方法

有效

• 申請號: 202110188165.6
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112906220B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 吳清;鐘準;李幸芝;李國杰;汪可友;韓蓓;徐晉;何光宇;李志勇;邵潔;閆曉微;任天鴻
• 申請（專利權）人: 海南省電力學校（海南省電力技工學校）;上海交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F17/18;G06Q10/0639;G06Q50/06
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種綜合能源微網園區系統狀態估計方法，可以對熱網?冷網?電網進行解耦狀態估計，本發明與單獨的電網狀態估計發明相比，引入了更多的量測量，提高了系統冗余度，從而降低了狀態估計的平均誤差，提高了數據的準確性。此外，解耦估計降低了網絡的維數，能夠有效緩解計算壓力，由于網絡規模小，狀態估計、不良數據和拓撲錯誤檢測與辨識的速度也較快，也將進一步提高狀態估計的計算效率。

技術領域

本發明涉及綜合能源微網園區，特別是一種綜合能源微網園區系統狀態的估計方法。

背景技術

隨著現代社會對能源需求的急劇增長和化石能源的消耗，能源危機和環境污染逐漸成為亟待解決的問題；隨著現代工業社會能源消費與能源結構的重大改變，傳統以電力、熱力、油氣等大規模集中式單一能源的供應模式也面臨著遠距離運輸成本高、能源轉換與利用效率低、設施重復建設等問題[參見文獻1：Zhang?S.,Gu?W.,Qiu?H.,et?al.Stateestimation?models?of?district?heating?networks?for?integrated?energy?systemconsidering?incom-plete?measurements[J].Applied?Energy,2021,282:116105.]。因此，綜合多種能源系統的能源互聯網逐漸得到廣泛關注和高度重視[參見文獻2：李秋燕,王利利,張藝涵,等.能源互聯網多能流的耦合模型及動態優化方法綜述[J].電力系統保護與控制,2020,48(19):179-186.]。為了監測系統狀態并提高對綜合能源系統的管理，需要對狀態估計(SE)技術測量數據進行處理以獲取準確的狀態信息[參見文獻3：周華鋒,胡亞平,謝國財,姚海成.電力調度狀態估計的實用技術研究與實踐[J].南方電網技術,2014,8(03):21-26.Li?Qiuyan,Wang?Lili,Zhang?Yihan,et?al.A?review?of?coupling?modelsand?dynamic?optimization?methods?for?energy?internet?mul-ti-energy?flow[J].Power?System?Protection?and?Con-trol,2020,48(19):179-186]。狀態估計在電網精準調度、安全運作和提高經濟效益等方面發揮了重要作用。綜合能源微網園區系統狀態估計方面，電力系統的狀態估計研究已經較為成熟[參見文獻4：尹冠雄,王彬,孫宏斌,等.多場景適配的多能流在線狀態估計功能研發與應用[J].中國電機工程學報,2020,40(21):6794-6804.]。例如電力系統狀態估計基本理論在20世紀70年代就已經明確，并在50余年間不斷發展出各種優化方法[參見文獻5：呂前程,江曉東,孔祥玉,等.基于新型PMU配置的局部配電網狀態估計[J].南方電網技術,2019,13(04):54-59.[6]林佳穎,秦超,欒文鵬,等.考慮AMI量測特性的配電網狀態估計[J].南方電網技術,2016,10(10):3-10.]。然而，由于綜合能源系統增加了與電網性質存在差異的熱網、冷網等其他能源網絡和冷熱電聯供(CCHP)機組、電鍋爐、熱泵等性質各異的耦合設備，需要對經典的狀態估計算法進行一定調整，才能適應綜合能源系統的運行情況[參見文獻7：孫宏斌,潘昭光,郭慶來.多能流能量管理研究:挑戰與展望[J].電力系統自動化,2016,40(15):1-8+16.]。因而針對熱網、冷網等其他能源網絡的狀態估計研究相對較少[參見文獻8：董今妮,孫宏斌,郭慶來,等.熱電聯合網絡狀態估計[J].電網技術,2016,40(06):1635-1641.]。文獻[8]提出了一種基于加權最小二乘法的電-熱耦合系統狀態估計方法，具有較高的收斂性；文獻[參見文獻9：Fang?T,Lahdelma?R.State?estimation?of?district?heating?network?based?on?customermeasurements[J].Applied?Thermal?Engineering,2014,73(01):1211–1221.9]提出了一種基于用戶端數據的熱網狀態估計方法，但該方法不存在量測量冗余，與傳統電力系統狀態估計存在差異，且估計精度較低；文獻[參見文獻10：陳艷波,姚遠,楊曉楠,等.面向電-熱綜合能源系統的雙線性抗差狀態估計方法[J].電力自動化設備,2019,39(08):47-54.]提出了一種面向電-熱耦合系統的雙線性抗差狀態估計方法，對于不良數據具有較好的辨識能力；文獻[參見文獻11：鄭順林,劉進,陳艷波,等.基于加權最小絕對值的電-氣綜合能源系統雙線性抗差狀態估計[J].電網技術,2019,43(10):3733-3744.]提出了一種基于加權最小絕對值的電-氣綜合能源系統雙線性抗差狀態估計；文獻[參見文獻12：董今妮,孫宏斌,郭慶來,等.面向能源互聯網的電–氣耦合網絡狀態估計技術[J].電網技術,2018,42(02):400-408.]建立針對復雜氣網的穩態狀態估計模型，提出了一種電–氣耦合網絡狀態估計方法。上述文獻提出了一些將熱網和氣網納入狀態估計的可行性方法，但仍存在耦合約束較為復雜、需要進行高維非線性計算等問題。