[發明專利]計及電力-天然氣網絡耦合特性的電力網絡恢復決策方法

在審

• 申請號: 202111387882.8
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114091259A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 楊心剛;葉洪波;凌曉波;周健;杜洋;郭靈瑜;時珊珊;顧承昱;贠靖洋;周云
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;H02J3/00;G06F111/04;G06F113/04;G06F113/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種計及電力-天然氣網絡耦合特性的電力網絡恢復決策方法，其特征在于，所述的決策方法包括：

步驟1：基于電力-天然氣網絡耦合特性建立電力網絡恢復模型；

步驟2：基于增廣拉格朗日函數建立電力網絡恢復決策模型；

步驟3：基于ADMM分布式算法求解電力網絡恢復決策模型；

步驟4：獲得電力網絡恢復決策方案，包括負荷恢復方案、電源和氣源出力計劃方案以及線路或管道的潮流。

2.根據權利要求1所述的一種計及電力-天然氣網絡耦合特性的電力網絡恢復決策方法，其特征在于，所述的步驟1具體為：

步驟1-1：建立電力網絡基礎恢復模型；

具體為：

假設能源供應中斷事故發生于t₀時刻，自t_k時刻起開始對輸電-輸氣系統層面的電、氣負荷進行恢復，同時配電-配氣系統的負荷正式開始大規模恢復；

電-氣互聯系統分層協同恢復從t_k時刻開始，即恢復準備階段已完成，輸電-輸氣系統內部各電源、氣源啟動，輸電線路、輸氣通道、配電網變電站和配氣網調壓站已投入運行；

基于此時的電-氣互聯系統建立電-氣互聯系統分層協同恢復模型；

最大化輸電-輸氣系統和配電-配氣系統內的電負荷和氣負荷的加權供應量為模型的目標函數，具體為：

其中，各變量上標T表示輸電網或輸氣網，上標D表示配電網或配氣網；下標E表示電力系統，下標G表示天然氣系統；上標L代表負荷；下標t表示各恢復時刻，T_R表示各恢復時刻的集合；下標m表示輸電網節點編號，下標n表示輸氣網節點編號，下標i表示配電網節點編號，下標j表示配氣網節點編號；和分別表示輸電網、輸氣網、配電網和配氣網各自所有節點的集合；和分別表示相應系統的各節點的權重系數；分別為各時刻各系統所恢復的負荷量；

電力網絡基礎恢復模型設有輸電-輸氣系統恢復約束以及配電-配氣系統恢復約束；所述的輸電-輸氣系統恢復約束包括輸電網潮流約束和安全約束、輸氣網潮流約束和安全約束以及輸電-輸氣系統負荷恢復約束；所述的配電-配氣系統恢復約束包括配電網潮流約束和安全約束、配氣網潮流約束和安全約束以及配電-配氣系統負荷恢復約束；

步驟1-2：在電力網絡基礎恢復模型中添加輸電-輸氣系統耦合約束、配電-配氣系統耦合約束以及輸電-輸氣系統和配電-配氣系統的邊界聯系約束；

步驟1-3：設置輸電-輸氣系統和配電-配氣系統在恢復過程中的邊界聯系變量；

步驟1-4：獲得電力網絡恢復模型。

3.根據權利要求2所述的一種計及電力-天然氣網絡耦合特性的電力網絡恢復決策方法，其特征在于，所述的輸電-輸氣系統耦合約束以及配電-配氣系統耦合約束具體為：

輸電-輸氣系統耦合約束以及配電-配氣系統耦合約束包括：

燃氣機組的能量轉換關系約束：

其中，為連接在配電網節點i和配氣網節點j之間的燃氣機組在時刻t的天然氣消耗量；為燃氣機組的有功出力；為發電效率；G為天然氣的低熱值；

與輸電網和輸氣網相連接的燃氣機組的能量轉換關系約束；

P2G設施能量轉換關系約束：

其中，為P2G設施作為用電負荷消耗的有功功率；為對應的天然氣流量，為產氣效率；

輸氣網電力驅動調壓站傳輸天然氣氣流量與所消耗電功率的關系約束：

其中，為流經于輸氣網節點n和配氣網節點j之間的電力驅動調壓站的天然氣氣流量；為該電力驅動調壓站作為電負荷所消耗的電功率；β^reg,T為能耗系數；

所述的輸電-輸氣系統和配電-配氣系統的邊界聯系約束具體為：

其中，V_t^D,m,sub,sqr表示與輸電網節點m相連的變電站的電壓幅值的平方；和為輸氣-配氣系統的邊界聯系約束，表示與輸氣網節點n相連的配氣調壓站的升壓側的氣壓，表示降壓側氣壓，Γ_c為升壓比。