[發明專利]一種計及熱慣性的電熱綜合能源系統故障恢復方法及系統

有效

• 申請號: 202211022187.6
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115130391B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 于松源;房方;元志偉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N7/02;G06Q10/04;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/28;G06F111/04;G06F113/04;G06F113/06;G06F119/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

本發明提供一種計及熱慣性的電熱綜合能源系統故障恢復方法及系統，屬于綜合能源領域，電熱綜合能源系統故障恢復方法包括：根據熱電聯產機組的啟停狀態確定第一階段約束條件，基于第一階段約束條件，以熱電聯產機組的啟停成本最小為目標建立第一階段模型；根據極端天氣信息確定線路損壞概率并建立電力線路故障的模糊集；確定供熱管道的出口溫度及供熱量；根據各機組的出力上下界確定第二階段約束條件；基于第二階段約束條件及電力線路故障的模糊集，以運行成本以及失負荷懲罰最小為目標建立第二階段模型；采用列與約束生成算法對兩階段模型求解，確定各機組的啟停狀態、出力及電力線路的加固方案。提高了綜合能源系統的故障恢復效率。

技術領域

本發明涉及電熱綜合能源領域，特別是涉及一種計及熱慣性的電熱綜合能源系統故障恢復方法及系統。

背景技術

綜合能源系統通過協調多種形式的能源，配以多種能源轉化設備，大大促進了可再生能源消納，提升了整個系統的經濟性、安全性和靈活性。近年來，針對綜合能源系統的研究圍繞規劃設計、優化調度、市場交易、可靠性評估等方面進行，然而隨著電力系統逐步發展，配電網發生故障后對人類生活的影響越來越大。各類“小概率高損失”的極端天氣災害會對電力系統安全穩定運行造成嚴重影響。事實上，極端天氣給綜合能源系統帶來更為復雜、嚴重的影響，由于綜合能源系統多種能源耦合，一旦發生故障可通過耦合元件引起網絡間連鎖反應，擴大受影響范圍，傳統電力系統研究僅考慮配電網N-K安全準則，不能使得綜合能源系統面對極端天氣下時快速恢復供能。

目前對于極端天氣下綜合能源系統的恢復力問題研究較少，現有技術中，一般采用雙層優化模型建立電氣耦合綜合能源恢復模型，上層模型為故障恢復指標，下層為經濟型目標，上下層相互傳遞得到最優恢復方案。但現有的方案僅考慮了儲能裝置作為響應資源支撐供應端故障時重要負荷的用能需求，然而儲能裝置在故障恢復作用有限，并沒有發揮熱力系統中動態特性所帶來的彈性提升作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種計及熱慣性的電熱綜合能源系統故障恢復方法及系統，可提高電熱綜合能源系統的故障恢復效率，使電熱綜合能源系統在極端天氣事件下安全穩定運行。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種計及熱慣性的電熱綜合能源系統故障恢復方法，所述電熱綜合能源系統包括電力線路、供熱管道、熱電聯產機組、電熱泵、碳捕集裝置及儲能裝置，所述計及熱慣性的電熱綜合能源系統故障恢復方法包括：

根據熱電聯產機組在相鄰兩時刻的啟停狀態及最小啟停時間，確定第一階段約束條件；

基于所述第一階段約束條件，以熱電聯產機組的啟停成本最小為目標，建立第一階段模型；

獲取極端天氣信息，并根據所述極端天氣信息，確定電熱綜合能源系統的線路損壞概率；

根據所述線路損壞概率，建立電力線路故障的模糊集；

針對任一供熱管道，根據所述供熱管道的長度、所述供熱管道的進口溫度、所述供熱管道內的熱媒質量流量及周圍環境溫度，確定所述供熱管道的出口溫度；

根據所述供熱管道的出口溫度、室內溫度、建筑物內面積、窗戶面積及室外溫度，確定所述供熱管道的供熱量；

根據熱電聯產機組的電出力上下界、熱電聯產機組的熱出力上界、電熱泵的最大消耗電能、儲能裝置的最大容量、儲能裝置的最小容量、儲能裝置的充放能上下界、電熱綜合能源系統與電網交互的最大功率、各電力線路的傳輸功率上下界、各供熱管道的出口溫度及供熱量、切電負荷最大值、切熱負荷最大值，確定第二階段約束條件；

基于所述第二階段約束條件及所述電力線路故障的模糊集，以熱電聯產機組、電熱泵、碳捕集裝置和儲能裝置的運行成本以及失負荷懲罰最小為目標，建立第二階段模型；