[發(fā)明專利]計(jì)及熱網(wǎng)輸配能力的電熱綜合能源系統(tǒng)仿射能流計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210053330.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN114417603A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵振國;李壹民;陳飛雄;林洪洲;何松濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q50/06;G06F113/04;G06F119/08;G06F119/10
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學(xué)俊

1.一種計(jì)及熱網(wǎng)輸配能力的電熱綜合能源系統(tǒng)仿射能流計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟:

步驟S1:獲取電熱互聯(lián)系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)；

步驟S2:以耦合元件為邊界節(jié)點(diǎn)，拆分電熱互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)得到不同的能源子網(wǎng)絡(luò),并基于泰勒展開構(gòu)建熱網(wǎng)絡(luò)仿射模型，構(gòu)建耦合元件仿射模型；

步驟S3:基于熱網(wǎng)絡(luò)仿射模型，通過前推過程計(jì)算熱網(wǎng)仿射流量，回代過程計(jì)算熱網(wǎng)仿射溫度，計(jì)算考慮輸配能力的熱網(wǎng)仿射能流，并同時(shí)計(jì)算電網(wǎng)的仿射潮流；

步驟S4:根據(jù)耦合元件不同的控制方式，計(jì)算耦合元件的熱功率仿射量和電功率仿射量；

步驟S5:判斷前后兩次迭代耦合元件的功率仿射量是否完全匹配，若耦合元件仿射功率不匹配，更新電網(wǎng)、熱網(wǎng)的邊界量，將本次迭代所得耦合元件仿射功率作為下一次迭代的耦合元件仿射功率初值，重新計(jì)算能源子網(wǎng)絡(luò)的仿射能流；若耦合元件仿射功率收斂，迭代結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及熱網(wǎng)輸配能力的電熱綜合能源系統(tǒng)仿射能流計(jì)算方法，其特征在于，所述電熱互聯(lián)系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)包括多能流的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不確定性仿射量，耦合元件仿射功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及熱網(wǎng)輸配能力的電熱綜合能源系統(tǒng)仿射能流計(jì)算方法，其特征在于，所述熱網(wǎng)絡(luò)仿射模型，具體如下：

采用不同的噪聲元分別表征熱網(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)的熱負(fù)荷不確定性，噪聲元系數(shù)代表熱負(fù)荷的不確定性程度，節(jié)點(diǎn)熱功率的仿射模型如式所示：

式中：表示仿射熱功率，^表示仿射量；F_i,0表示熱功率中心值，下標(biāo)i表示第i個(gè)節(jié)點(diǎn)，0表示仿射中心值；ε_ij表示噪聲元，表征影響節(jié)點(diǎn)i的第j個(gè)不確定性因素；f_ij表示噪聲元系數(shù)，表征影響節(jié)點(diǎn)i熱功率的第j個(gè)不確定性因素的大小；M_i表示影響節(jié)點(diǎn)i熱功率的不確定性因素?cái)?shù)量。

(1)水力仿射模型

熱網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足流量平衡方程，即流入節(jié)點(diǎn)的流量之和等于流出節(jié)點(diǎn)的流量之和加上節(jié)點(diǎn)負(fù)荷注入水流量，如式：

式中：表示流入節(jié)點(diǎn)的管道流量和；表示流出節(jié)點(diǎn)的管道流量之和；表示該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷注入流量；

(2)基于泰勒展開的熱力仿射模型

熱力模型主要表征熱網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的溫度傳遞關(guān)系，熱力網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)荷消耗熱功率與流量、溫度的關(guān)系如下：

式中：C表示水的比熱容；表示節(jié)點(diǎn)供熱溫度仿射量；T_o表示輸出溫度；

每根管道首端溫度與末端溫度的關(guān)系為：

式中：表示管道末端溫度；表示管道首端溫度；T_a表示環(huán)境溫度；λ表示管道的傳熱系數(shù)；L表示管道長度；

將式泰勒展開保留至二階項(xiàng)，轉(zhuǎn)換為加減乘除仿射運(yùn)算，如式所示方程：

若在熱網(wǎng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)上，有多根管道流量流入或流出，則稱其為混合節(jié)點(diǎn)；離開混合節(jié)點(diǎn)的熱水溫度等于混合節(jié)點(diǎn)處的熱水混合溫度，節(jié)點(diǎn)功率守恒方程為：

式中：m_out表示流出節(jié)點(diǎn)的管道流量；m_in表示流入節(jié)點(diǎn)的管道流量；表示熱水流入節(jié)點(diǎn)時(shí)的溫度；表示熱水混合后的溫度。

(3)耦合元件仿射模型

電熱互聯(lián)系統(tǒng)的耦合元件包括熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組CHB和熱泵，燃?xì)馐捷啓C(jī)為燃?xì)庑蜋C(jī)組，其熱電功率比的不確定性表示為：

式中：為CHP發(fā)出的熱功率；為CHP發(fā)出的電功率；

抽氣式汽輪機(jī)為蒸汽型機(jī)組，其熱電功率比的不確定性表示為：

式中：P_con為常數(shù)；

熱泵的電熱轉(zhuǎn)換效率，隨熱源和熱負(fù)荷之間的溫差大小而變化，其仿射模型為：

式中：為熱泵的電熱轉(zhuǎn)換效率；為熱泵產(chǎn)生的熱功率；為熱泵消耗的電功率。