技術(shù)特征：

1.一種電力-天然氣區(qū)域綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟(1)、對(duì)電力-天然氣區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中的天然氣系統(tǒng)進(jìn)行建模與求解；具體包括：

讀取天然氣網(wǎng)絡(luò)信息、分布式發(fā)電單元信息和能量交互信息；

分析天然氣網(wǎng)絡(luò)特征，構(gòu)建節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

對(duì)于天然氣系統(tǒng)中的壓力已知節(jié)點(diǎn)，不同壓力等級(jí)的天然氣流量公式如下所示：

$q_{ij}=\left\{\begin{array}{cc}5.72*{10}^{-4}\sqrt{\[\frac{(p_i-p_j)D^5}{fLSG}\]}& \left(a\right)\\ 7.57*{10}^{-4}\frac{T_n}{p_n}\sqrt{\[\frac{(p_i^2-p_j^2)D^5}{fLTSG}\]}& \left(b\right)\\ 7.57*{10}^{-4}\frac{T_n}{p_n}\sqrt{\[\frac{(p_i^2-p_j^2)D^5}{fLTZSG}\]}& \left(c\right)\end{array}\right.$

(a)式適用于0-75mbar壓力范圍，(b)式適用于0.75-7.0bar壓力范圍，(c)式適用于大于7.0bar壓力范圍的情況；

其中，i與j分別為天然氣管道首末節(jié)點(diǎn)，q_ij為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的管道流量，p_i與p_j分別為表節(jié)點(diǎn)壓力，D與L為管道的直徑和長度，SG為相對(duì)密度，f為摩擦系數(shù)，Z為計(jì)算常數(shù)，T_n與p_n為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的溫度與壓力；

步驟(2)、對(duì)天然氣系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)壓力-負(fù)荷靈敏度分析，令天然氣節(jié)點(diǎn)壓力-負(fù)荷靈敏度矩陣其中，p為壓力，l為負(fù)荷；

步驟(3)、基于天然氣系統(tǒng)信息與能源交互信息，構(gòu)建以能源集線器為核心的能源耦合環(huán)節(jié)建模以及能量轉(zhuǎn)換分析，具體包括以下處理：

讀取外界環(huán)境參數(shù)與分布式產(chǎn)能單元信息；

根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，分析能源集線器設(shè)備類型、能源交互信息與結(jié)構(gòu)特征；

構(gòu)建能源集線器轉(zhuǎn)換矩陣C與方程L＝CP，分析耦合設(shè)備交互方式；

求解x_e和x_g改變值：對(duì)耦合設(shè)備能量交互進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換；

整合能源交互信息，求解能源集線器方程；

步驟(4)、對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)求解，在回代的過程中，以配電網(wǎng)的始端電壓和末端負(fù)荷作為已知條件，由負(fù)荷功率逐步逐段計(jì)算線路各部分的功率損耗，進(jìn)而推算始端功率；在前推的過程中，以始端電壓和上述過程求得的始端功率為已知條件，以電壓降落為所求量，從線路始端向末端進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而求得各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓。前推與回代過程重復(fù)迭代，在滿足收斂條件后停止，并輸出結(jié)果；若電力系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果均在系統(tǒng)的合理運(yùn)行區(qū)間，則計(jì)算結(jié)束輸出結(jié)果；否則，返回能源耦合環(huán)節(jié)并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，通過循環(huán)迭代，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行在合理范圍之內(nèi)；

步驟(5)、結(jié)合天然氣系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的綜合求解信息，構(gòu)建電力-天然氣區(qū)域綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析綜合求解模型，首先讀入外界環(huán)境信息；根據(jù)天然氣系統(tǒng)初始化部分以及天然氣系統(tǒng)求解部分，輸出天然氣系統(tǒng)待求變量以及天然氣系統(tǒng)壓力-負(fù)荷靈敏度矩陣；分析以能源集線器為核心的能源耦合環(huán)節(jié)，對(duì)耦合設(shè)備能量交互進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換；最后，將上述信息代入到電力系統(tǒng)計(jì)算過程，若電力系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果均在系統(tǒng)的合理運(yùn)行區(qū)間，則計(jì)算結(jié)束輸出結(jié)果；否則，返回能源耦合環(huán)節(jié)并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，通過循環(huán)迭代，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行在合理范圍之內(nèi)；從而獲得天然氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)改變對(duì)其自身以及區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的影響。

2.如權(quán)利要求1所述的一種電力-天然氣區(qū)域綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析方法，其特征在于，其中對(duì)電力-天然氣區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中的天然氣系統(tǒng)進(jìn)行求解的過程，具體包括以下步驟“

初始化：根據(jù)天然氣網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)確定天然氣系統(tǒng)求解所需的相關(guān)參數(shù)；

利用圖論思想，構(gòu)建展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌墓?jié)點(diǎn)與支路的關(guān)聯(lián)矩陣A，其元素A_ij如下定義：

對(duì)天然氣系統(tǒng)進(jìn)行描述，公式如下：

$A_1{f}_{NG}(\stackrel{\‾}{p},\tilde{p})=\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}$

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}={\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_S-{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_L$

其中，為已知節(jié)點(diǎn)壓力，為未知節(jié)點(diǎn)的壓力，表示根據(jù)天然氣流量公式確定的管道流量方程；為凈負(fù)荷量，與分別某節(jié)點(diǎn)的天然氣注入量和消耗量。上述方程表征含義即天然氣流入某節(jié)點(diǎn)的量等于流出該點(diǎn)的量加上該點(diǎn)的凈負(fù)荷量；此時(shí)，將天然氣潮流問題進(jìn)一步表述為根據(jù)已知信息求取壓力已知節(jié)點(diǎn)的流量以及流量已知節(jié)點(diǎn)的壓力；

借鑒電力系統(tǒng)潮流分析中的牛頓法對(duì)其進(jìn)行求解，將誤差方程F表示為：

$F=A_1{f}_{NG}(\stackrel{\‾}{p},\tilde{p})-\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}$

構(gòu)建天然氣系統(tǒng)的雅可比矩陣J如下所示：

$J=\frac{\∂F}{\∂\tilde{p}}=-A_{1}diag\left(\frac{q_{ij}}{{p_i}^2-{p_j}^2}\right){A_1}^{T}diag\left(\tilde{p}\right)$

其中，p_i與p_j代表節(jié)點(diǎn)壓力，q_ij為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的管道流量；A₁為排除壓力已知節(jié)點(diǎn)之外的縮減關(guān)聯(lián)矩陣，A₁^T為A₁的轉(zhuǎn)置矩陣；為未知節(jié)點(diǎn)的壓力。

通過構(gòu)造雅可比矩陣與牛頓-拉夫遜方法的應(yīng)用，對(duì)天然氣系統(tǒng)壓力值進(jìn)行反復(fù)迭代，直至誤差方程的值小于收斂標(biāo)準(zhǔn)，輸出潮流結(jié)果。