一種電?氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電?氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度方法，屬于含多種能源形式的電力系統(tǒng)運行和控制技術領域。本方法考慮電?氣系統(tǒng)的相互影響，實現(xiàn)了電?氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度。相比獨立地對供電、供氣系統(tǒng)進行優(yōu)化調度分析，不僅能得到更優(yōu)的調度方案(總運行成本或網絡損耗更小等)，還提高了調度的靈活性。該方法可以應用于電?氣耦合多能流系統(tǒng)的調度計劃制定，有利于提高電?氣耦合多能流系統(tǒng)的用能效率，減少運行成本。
【專利說明】
一種電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電-氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度方法，屬于含多種能源形式的電 力系統(tǒng)運行和控制技術領域。
【背景技術】
[0002] 能源綜合利用是提高綜合能源利用效率、促進可再生能源消納的重要途徑，通過 打破原來電、熱、冷、氣、交通等能流子系統(tǒng)相對割裂的狀態(tài)，實現(xiàn)多類型能源開放互聯(lián)，構 建多能流系統(tǒng)。多能流是指多種類型的能量流，表示電、熱、冷、氣、交通等能量流的相互耦 合、轉換和傳輸。多能流系統(tǒng)相比傳統(tǒng)相互割裂的能源系統(tǒng)，其帶來的效益包括：1)通過多 類型能源的梯級開發(fā)利用和智能管理，可以降低能源消耗和浪費，提高綜合能源利用效率， 并有助于減少總的用能成本;2)利用不同能源的特性差異和互補、轉換，有助于提高消納間 歇式可再生能源的能力；3)通過多能源的轉供、互補和協(xié)調控制，有助于提高供能的可靠 性，并為電力系統(tǒng)的運行提供更多可調控資源;4)通過多能流系統(tǒng)的協(xié)同規(guī)劃和建設，可以 減少基礎設施的重復建設和浪費，提高資產利用率。
[0003] 多能流系統(tǒng)一方面具有可觀的效益，另一方面也使原本復雜的能源系統(tǒng)更加復 雜。多能流系統(tǒng)由多個能流子系統(tǒng)組成，這些能流子系統(tǒng)之間相互作用和影響，使得多能流 系統(tǒng)復雜度顯著增加，體現(xiàn)出許多新的特性，傳統(tǒng)各個能流單獨分析的方法已經難以適應 新的要求，亟需發(fā)展出新的多能流分析方法。在我國，越來越多的燃氣輪機、電制氫等耦合 元件客觀上增強了電-氣之間的互聯(lián)，促進了電-氣耦合多能流系統(tǒng)的發(fā)展，也對電-氣耦合 多能流系統(tǒng)的運行控制和能量管理提出了新的要求。
[0004] 多能源系統(tǒng)優(yōu)化調度是指當系統(tǒng)的結構參數(shù)和負荷情況都已給定時，調節(jié)可利用 的控制變量(如電力系統(tǒng)中發(fā)電機的輸出功率、熱網中栗的揚程、天然氣網中壓縮機的輸出 功率等)來找到能滿足所有運行約束條件的，并使系統(tǒng)的某一性能指標(如總運行成本或網 絡損耗)達到最優(yōu)值下的潮流分布。目前這方面的研究主要集中在單個獨立的系統(tǒng)，為了使 得電-氣耦合多能流系統(tǒng)的運行成本最低，需要研究電-氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度方法。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提出一種電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，以彌補現(xiàn)有領 域研究的空白，建立電-氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度模型，實現(xiàn)電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu) 化調度。
[0006] 本發(fā)明提出的電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，包括以下步驟：
[0007] (1)建立一個電-氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度的目標函數(shù)：
[0009]其中，GU為電-氣耦合多能流系統(tǒng)中的燃氣機組編號的集合，為電-氣耦合多 能流系統(tǒng)中第X臺燃氣機組的燃料成本，<(·)為電-氣耦合多能流系統(tǒng)中第y臺非燃氣機組 的運行成本，py為電-氣耦合多能流系統(tǒng)中第y臺非燃氣機組的有功功率，非燃氣機組的運 行成本是機組有功出力的非線性函數(shù)，從非燃氣機組的出廠說明書獲得；
[0010] (2)設定電-氣耦合多能流系統(tǒng)中電網與天然氣網穩(wěn)態(tài)安全運行的等式約束條件， 包括：
[0011] (2-1)電-氣耦合多能流系統(tǒng)中電網潮流方程如下：
[0013] 其中，pi為電網中節(jié)點i的注入有功功率，Qi為電網中節(jié)點i的注入無功功率，Θi、θ」 分別為節(jié)點i、節(jié)點j的電壓相角，Ui、Uj分別為節(jié)點i、節(jié)點j的電壓幅值，Gij為電網節(jié)點導納 矩陣Y第i行、第j列元素的實部，為電網節(jié)點導納矩陣Y第i行、第j列元素的虛部，電網節(jié) 點導納矩陣Y從電-氣耦合多能流系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)中獲?。?br>[0014] (2-2)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中管道的水力方程如下：
[0016] 其中，fkm為天然氣網中第k個節(jié)點和第m個節(jié)點之間的管道中天然氣體積流量，pk， 別為第k個節(jié)點和第m個節(jié)點的壓強，D km、Lkl別為第k個節(jié)點和第m個節(jié)點之間管道km 的管道直徑和管道長度，F(xiàn)為管道內壁的摩擦系數(shù)
f計算得 到，Ef為管道的效率系數(shù)，Ef取值〇.92，1^為雷諾數(shù)，1^ = 0￥(1/^，0為天然氣密度，￥為天然氣 流速，μ為天然氣黏性系數(shù)，取值為〇<u< 100帕秒，d為天然氣管道直徑，γ c為天然氣比重， 0<YG<l，Ta為天然氣平均溫度，Τη、ρ η分別為標準狀態(tài)下天然氣的溫度和壓力，Τη、ρη的取 值分別為2881(、0.11^?，2 8為天然氣平均可壓縮系數(shù)，取值為0<28<2，天然氣網管道水力方 程中，當(ft 2 -k)之 〇時，上式中的 Sgnp(Pk，Pm) = l，當Cft2 - Κ) <0時，SgnP(Pk，Pm)=-l ;
[0017] (2-3)電-氣耦合系統(tǒng)中的天然氣網中壓縮機的能量消耗方程如下：
[0019] 其中，pk，pm分別為天然氣網中第k個節(jié)點和第m個節(jié)點的壓強，BHPkm為第k個節(jié)點 和第m個節(jié)點之間的壓縮機的能量消耗，右"為該壓縮機的入口體積流量，η。為該壓縮機的總 效率， Ck為該壓縮機的多變系數(shù)，n。和(^從壓縮機的出廠說明書獲?。?br>[0020] (2-4)通過燃氣輪機耦合的電網與天然氣網之間的耦合方程如下：
[0021 ] K/Jt + C2 /Λ, + C3，
[0022]其中，fTur為燃氣輪機的燃氣的體積流量，PTur為燃氣輪機的有功功率輸出，&、&和 C3分別為燃氣輪機的燃氣系數(shù)，由燃氣輪機的出廠說明書獲?。?br>[0023] (2-5)電-氣耦合系統(tǒng)中天然氣網的節(jié)點氣流平衡方程如下：
[0024] Acf = L,
[0025] 其中：AC為天然氣網的節(jié)點-支路矩陣，f為天然氣網的所有支路的體積流量，L為 天然氣網的所有節(jié)點的天然氣注入體積流量，正數(shù)表示氣源注入天然氣網的體積流量，負 數(shù)表示負荷從天然氣網獲得的體積流量，L根據(jù)天然氣網歷史運行數(shù)據(jù)得到；
[0026] (3)設定電-氣耦合系統(tǒng)中電網與天然氣網穩(wěn)態(tài)安全運行的不等式約束條件，包 括：
[0027] (3-1)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第i個節(jié)點的電壓幅值Ui在設定的電力系統(tǒng)安全運 行電壓的上、下限值以、6之間運行，P為第i個節(jié)點額定電壓的0.95倍，療，為第i個節(jié)點額 定電壓的1.05倍：
[0028]
[0029] (3-2)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第1條線路的傳輸容量小于或等于設定的電網安全 運行傳輸容量的最大值孓：
[0030] S：l
[0031 ] (3-3)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中燃氣機組有功功率的爬坡約束：
[0032] -KAMP-'-!'-At < P , < RAMP'：" Μ x
[0033] 其中，TMM/f和分別為第x臺燃氣機組有功功率的向上和向下爬坡速 率，和iMMF廣"從燃氣機組的出廠說明書中獲得，Δ t為相鄰兩個調度時段的時間 間隔，Px,t和Ρχ,η*別為第X臺燃氣機組在第t個調度時段和第t-Ι個調度時段的有功功率；
[0034] (3-4)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中非燃氣機組有功功率的爬坡約束：
[0035] -rampfwn · At < Py l - Γ\ hA < nmip"1' At ；：
[0036] 其中，m/ηρΓ和別為第y臺非燃氣機組有功功率的向上和向下爬坡速 率，mw#和從非燃氣機組的出廠說明書中獲得，Δ t為相鄰兩個調度時段的時間 間隔，Py,t和Ρυ,μ*別為第y臺非燃氣機組在第t個調度時段和第t-Ι個調度時段的有功功 率；
[0037] (3-5)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第X臺燃氣機組的有功功率Px在設定的電網安全運 行第X臺燃氣機組有功功率的上、下限值名，之間：
[0038] β. < /> < ；
[0039] (3-6)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第y臺非燃氣機組的有功功率Py在設定的電網安全 運行第y臺非燃氣機組有功功率的上、下限值f之間：
[0040] [^ < Ρ, <Ρ·,
[0041] (3-7)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中第k個節(jié)點的壓強pk在設定的管道安全運行氣 壓的上、下限值￡k、At內：
[0042]
[0043] (3-8)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中第b個管道的流量fb在設定的管道安全運行流 量的上、下限值:
[0044] ()<./；, =
[0045] (3-9)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中氣源供氣量fVj、于或等于該氣源能提供天然 氣流的最大值fs,mx:
[0046] fs^fs；max；
[0047] (3-10)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中的壓縮機安全運行時需要滿足以下約束：
[0049] 其中：S是該壓縮機的升壓比，Smax是該壓縮機的最大升壓比，Smax由壓縮機的出廠 銘牌獲取，為該壓縮機的入口的體積流量，乂二、為該壓縮機的入口最大允許體積流量， C由壓縮機的出廠銘牌獲取，P°ut為壓縮機的出口壓力，P。,^為壓縮機的出口最大允許 壓力，p c,max由壓縮機的出廠銘牌獲?。?br>[0050] (4)采用內點法，將步驟（1)中的方程作為目標函數(shù)，將上述步驟(2)和步驟(3)的 所有方程作為約束條件，求解得到電-氣耦合多能流系統(tǒng)中燃氣輪機的有功功率、非燃氣輪 機的有功功率和氣源注入天然氣網的體積流量，作為電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方 案。
[0051] 本發(fā)明提出的電-氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度方法，其特點和效果是:本方法考慮 電-氣系統(tǒng)的相互影響，實現(xiàn)了電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度。相比獨立地對供電、供氣 系統(tǒng)進行優(yōu)化調度分析，不僅能得到更優(yōu)的調度方案(總運行成本更低），還提高了調度的 靈活性。該方法可以應用于電-氣耦合多能流系統(tǒng)的調度計劃制定，有利于提高電-氣耦合 多能流系統(tǒng)的用能效率，減少運行成本。
【具體實施方式】
[0052] 本發(fā)明提出的電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，包括以下步驟：
[0053] (1)建立一個電-氣耦合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度的目標函數(shù)：
[0055] 其中，GU為電-氣耦合多能流系統(tǒng)中的燃氣機組編號的集合，》?^'為電-氣耦合多 能流系統(tǒng)中第X臺燃氣機組的燃料成本，(·)為電-氣耦合多能流系統(tǒng)中第y臺非燃氣機組 的運行成本，p y為電-氣耦合多能流系統(tǒng)中第y臺非燃氣機組的有功功率，非燃氣機組的運 行成本是機組有功出力的非線性函數(shù)，從非燃氣機組的出廠說明書獲得；
[0056] (2)設定電-氣耦合多能流系統(tǒng)中電網與天然氣網穩(wěn)態(tài)安全運行的等式約束條件， 包括：
[0057] (2-1)電-氣耦合多能流系統(tǒng)中電網潮流方程如下：
[0059]其中，Ρ1為電網中節(jié)點i的注入有功功率，Qi為電網中節(jié)點i的注入無功功率，Θi、0j 分別為節(jié)點i、節(jié)點j的電壓相角，Ui、Uj分別為節(jié)點i、節(jié)點j的電壓幅值，Gij為電網節(jié)點導納 矩陣Y第i行、第j列元素的實部，為電網節(jié)點導納矩陣Y第i行、第j列元素的虛部，電網節(jié) 點導納矩陣Y從電-氣耦合多能流系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)中獲?。?br>[0060] (2-2)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中管道的水力方程如下：
[0062] 其中，fkm為天然氣網中第k個節(jié)點和第m個節(jié)點之間的管道中天然氣體積流量，pk， 別為第k個節(jié)點和第m個節(jié)點的壓強，Dkm、Lkl別為第k個節(jié)點和第m個節(jié)點之間管道km 的管道直徑和管道長度，F(xiàn)為管道內壁的摩擦系數(shù)，F(xiàn)由公式
計算得 到，Ef為管道的效率系數(shù)，Ef取值〇.92，1^為雷諾數(shù)，1^ = 0￥(1/^，0為天然氣密度，￥為天然氣 流速，μ為天然氣黏性系數(shù)，取值為〇<u< 100帕秒，d為天然氣管道直徑，γ c為天然氣比重， 0<YG<l，Ta為天然氣平均溫度，Τη、ρ η分別為標準狀態(tài)下天然氣的溫度和壓力，Τη、ρη的取 值分別為2881(、0.11^?，2 8為天然氣平均可壓縮系數(shù)，取值為0<28<2，天然氣網管道水力方 程中，當(ΡΓ - 時，上式中的sgnP(pk，pm) = l，當(凡2 -k) <0時，Sgnp(Pk，Pm)=-l ;
[0063] (2-3)電-氣耦合系統(tǒng)中的天然氣網中壓縮機的能量消耗方程如下：
[0065] 其中，pk，Pm分別為天然氣網中第k個節(jié)點和第m個節(jié)點的壓強，BHPkm為第k個節(jié)點 和第m個節(jié)點之間的壓縮機的能量消耗，為該壓縮機的入口體積流量，η。為該壓縮機的總 效率， Ck為該壓縮機的多變系數(shù)，n。和(^從壓縮機的出廠說明書獲?。?br>[0066] (2-4)通過燃氣輪機耦合的電網與天然氣網之間的耦合方程如下：
[0067 ] PTur = CJ^r + C2 fTKr + C3 >
[0068] 其中，fTur為燃氣輪機的燃氣的體積流量，PTur為燃氣輪機的有功功率輸出，&、&和 C3分別為燃氣輪機的燃氣系數(shù)，由燃氣輪機的出廠說明書獲??；
[0069] (2-5)電-氣耦合系統(tǒng)中天然氣網的節(jié)點氣流平衡方程如下：
[0070] Acf = L,
[0071] 其中：AC為天然氣網的節(jié)點-支路矩陣，f為天然氣網的所有支路的體積流量，L為 天然氣網的所有節(jié)點的天然氣注入體積流量，正數(shù)表示氣源注入天然氣網的體積流量，負 數(shù)表示負荷從天然氣網獲得的體積流量，L根據(jù)天然氣網歷史運行數(shù)據(jù)得到；
[0072] (3)設定電-氣耦合系統(tǒng)中電網與天然氣網穩(wěn)態(tài)安全運行的不等式約束條件，包 括：
[0073] (3-1)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第i個節(jié)點的電壓幅值Ui在設定的電力系統(tǒng)安全運 行電壓的上、下限值少、釔之間運行，少為第i個節(jié)點額定電壓的0.95倍，(7,為第i個節(jié)點額 定電壓的1.05倍：
[0074] U, < (6/. < U,;
[0075] (3-2)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第1條線路的傳輸容量小于或等于設定的電網安全 運行傳輸容量的最大值冥：
[0076]
[0077] (3-3)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中燃氣機組有功功率的爬坡約束：
[0078] -RAMPfμ -Arri/5,, .< RAMP"!，-At ；
[0079] 其中，和別為第x臺燃氣機組有功功率的向上和向下爬坡速 率，iL4MP7和從燃氣機組的出廠說明書中獲得，Δ t為相鄰兩個調度時段的時間 間隔，Px,t和Ρχ,η*別為第X臺燃氣機組在第t個調度時段和第t-Ι個調度時段的有功功率；
[0080] (3-4)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中非燃氣機組有功功率的爬坡約束：
[0081 ] 一ramp'1:'.'1 Ad)' 丨…P' 么 rump了 Nt '
[0082]其中，和《?叩^分別為第y臺非燃氣機組有功功率的向上和向下爬坡速 率，非燃氣機組的出廠說明書中獲得，Δ t為相鄰兩個調度時段的時間 間隔，Py,t和別為第y臺非燃氣機組在第t個調度時段和第t-ι個調度時段的有功功 率；
[0083] (3-5)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第X臺燃氣機組的有功功率Px在設定的電網安全運 行第X臺燃氣機組有功功率的上、下限值芑，&之間：
[0084] P < !\ < P ；
[0085] (3-6)電-氣耦合系統(tǒng)的電網中第y臺非燃氣機組的有功功率Py在設定的電網安全 運行第y臺非燃氣機組有功功率的上、下限值^之間：
[0086] P<P<T\x
[0087] (3-7)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中第k個節(jié)點的壓強pk在設定的管道安全運行氣 壓的上、下限{E￡k、A內：
[0088] ^ A ；
[0089] (3-8)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中第b個管道的流量fb在設定的管道安全運行流 量的上、下限值fb、./ 6內：
[0090] 0<./,</：;
[0091] (3-9)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中氣源供氣量fVj、于或等于該氣源能提供天然 氣流的最大值fs,m x:
[0092] fs^fs；max；
[0093] (3-10)電-氣耦合系統(tǒng)的天然氣網中的壓縮機安全運行時需要滿足以下約束：
[0095] 其中：S是該壓縮機的升壓比，Smax是該壓縮機的最大升壓比，Smax由壓縮機的出廠 銘牌獲取，，為該壓縮機的入口的體積流量，_/=為該壓縮機的入口最大允許體積流量， 由壓縮機的出廠銘牌獲取，P°ut為壓縮機的出口壓力，Pc^ax為壓縮機的出口最大允許壓 力，pc,max由壓縮機的出廠銘牌獲??；
[0096] (4)采用內點法，將步驟（1)中的方程作為目標函數(shù)，將上述步驟(2)和步驟(3)的 所有方程作為約束條件，求解得到電-氣耦合多能流系統(tǒng)中燃氣輪機的有功功率、非燃氣輪 機的有功功率和氣源注入天然氣網的體積流量，作為電-氣耦合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方 案。
[0097] 本方法中的內點法（Interior Point Method)求解方程，是一種求解線性規(guī)劃或 非線性凸優(yōu)化問題的算法，也是本技術領域的公知技術。
【主權項】
1. 一種電-氣禪合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，該方法包括W下步驟： (1) 建立一個電-氣禪合多能流系統(tǒng)優(yōu)化調度的目標函數(shù)：其中，GU為電-氣禪合多能流系統(tǒng)中的燃氣機組編號的集合，巧^"'為電-氣禪合多能流 系統(tǒng)中第X臺燃氣機組的燃料成本，^ (·)為電-氣禪合多能流系統(tǒng)中第y臺非燃氣機組的運 行成本，Py為電-氣禪合多能流系統(tǒng)中第y臺非燃氣機組的有功功率，非燃氣機組的運行成 本是機組有功出力的非線性函數(shù)，從非燃氣機組的出廠說明書獲得； (2) 設定電-氣禪合多能流系統(tǒng)中電網與天然氣網穩(wěn)態(tài)安全運行的等式約束條件，包 括： (2-1)電-氣禪合多能流系統(tǒng)中電網潮流方程如下：其中，pi為電網中節(jié)點i的注入有功功率，Qi為電網中節(jié)點i的注入無功功率，9i、0j分別 為節(jié)點i、節(jié)點j的電壓相角，Ui、Uj分別為節(jié)點i、節(jié)點j的電壓幅值，Gij為電網節(jié)點導納矩陣 Y第i行、第j列元素的實部，Βυ為電網節(jié)點導納矩陣Y第i行、第j列元素的虛部，電網節(jié)點導 納矩陣Y從電-氣禪合多能流系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)中獲??； (2-2)電-氣禪合系統(tǒng)的天然氣網中管道的水力方程如下：其中，fkm為天然氣網中第k個節(jié)點和第m個節(jié)點之間的管道中天然氣體積流量，pk，pm分 別為第k個節(jié)點和第m個節(jié)點的壓強，〇km、Lkm分別為第k個節(jié)點和第m個節(jié)點之間管道km的管 道直徑和管道長度，F(xiàn)為管道內壁的摩擦系數(shù)，F(xiàn)由公十算得到，Ef 為管道的效率系數(shù)，Ef取值0.92，Re為雷諾數(shù)，Re = ρν(1/μ，P為天然氣密度，V為天然氣流速， μ為天然氣黏性系數(shù)，取值為0<u<100帕秒，d為天然氣管道直徑，丫 G為天然氣比重，0< 丫〇 <l，Ta為天然氣平均溫度，Τη、ρη分別為標準狀態(tài)下天然氣的溫度和壓力，Τη、ρη的取值分別 為2881(、0.謹9曰，28為天然氣平均可壓縮系數(shù)，取值為0<28<2，天然氣網管道水力方程中， 當(如-時，上式中的S即P(Pk，Pm) = l，當(Α: - &;)<〇時，Sgnp(Pk，Pm)=-l ; (2-3)電-氣禪合系統(tǒng)中的天然氣網中壓縮機的能量消耗方程如下：其中，Pk，Pm分別為天然氣網中第k個節(jié)點和第m個節(jié)點的壓強，BHpkm為第k個節(jié)點和第m 個節(jié)點之間的壓縮機的能量消耗，侶"為該壓縮機的入口體積流量，η。為該壓縮機的總效率， Ck為該壓縮機的多變系數(shù)，屯和Ck從壓縮機的出廠說明書獲?。? (2-4)通過燃氣輪機禪合的電網與天然氣網之間的禪合方程如下： 巧紀+(',/。".+心 其中，fTur為燃氣輪機的燃氣的體積流量，PTur為燃氣輪機的有功功率輸出，Cl、C2和C3分 別為燃氣輪機的燃氣系數(shù)，由燃氣輪機的出廠說明書獲?。? (2-5)電-氣禪合系統(tǒng)中天然氣網的節(jié)點氣流平衡方程如下： Acf = L， 其中:Ag為天然氣網的節(jié)點-支路矩陣，f為天然氣網的所有支路的體積流量，L為天然氣 網的所有節(jié)點的天然氣注入體積流量，正數(shù)表示氣源注入天然氣網的體積流量，負數(shù)表示 負荷從天然氣網獲得的體積流量，L根據(jù)天然氣網歷史運行數(shù)據(jù)得到； (3)設定電-氣禪合系統(tǒng)中電網與天然氣網穩(wěn)態(tài)安全運行的不等式約束條件，包括： (3-1)電-氣禪合系統(tǒng)的電網中第i個節(jié)點的電壓幅值化在設定的電力系統(tǒng)安全運行電 壓的上、下限值yi、i7,之間運行，為第i個節(jié)點額定電壓的0.95倍，巧為第i個節(jié)點額定電 壓的1.05倍： &刮神r， (3-2)電-氣禪合系統(tǒng)的電網中第1條線路的傳輸容量小于或等于設定的電網安全運行 傳輸容量的最大值巧; ' (3-3)電-氣禪合系統(tǒng)的電網中燃氣機組有功功率的爬坡約束：其中，Λ4Μ/Γ和點泌瞄f'"'分別為第X臺燃氣機組有功功率的向上和向下爬坡速率， iMM/f和瓜!M/-從燃氣機組的出廠說明書中獲得，At為相鄰兩個調度時段的時間間 隔，Px,t和Px,t-i分別為第X臺燃氣機組在第t個調度時段和第t-1個調度時段的有功功率； (3-4)電-氣禪合系統(tǒng)的電網中非燃氣機組有功功率的爬坡約束：其中，和rwHpfi"分別為第y臺非燃氣機組有功功率的向上和向下爬坡速率， m/嘩f和nwjAfw"從非燃氣機組的出廠說明書中獲得，Δ t為相鄰兩個調度時段的時間間 隔，Py,t和Py,t-i分別為第y臺非燃氣機組在第t個調度時段和第t-1個調度時段的有功功率； (3-5)電-氣禪合系統(tǒng)的電網中第X臺燃氣機組的有功功率Px在設定的電網安全運行第X 臺燃氣機組有功功率的上、下限值焉，阜之間： (3-6)電-氣禪合系統(tǒng)的電網中第y臺非燃氣機組的有功功率Py在設定的電網安全運行 第y臺非燃氣機組有功功率的上、下限值ξ，&之間： Ρ < Ρ < 巧； (3-7)電-氣禪合系統(tǒng)的天然氣網中第k個節(jié)點的壓強pk在設定的管道安全運行氣壓的 上、下限值￡1<、及內： (3-8)電-氣禪合系統(tǒng)的天然氣網中第b個管道的流量fb在設定的管道安全運行流量的 上、下限值毎、哀內： 吟/；冰 (3-9)電-氣禪合系統(tǒng)的天然氣網中氣源供氣量fs小于或等于該氣源能提供天然氣流的 巧大值f s,max ; f s ^ f s, max ； (3-10)電-氣禪合系統(tǒng)的天然氣網中的壓縮機安全運行時需要滿足W下約束：其中：S是該壓縮機的升壓比，Smax是該壓縮機的最大升壓比，Smax由壓縮機的出廠銘牌 獲取，乂Ip為該壓縮機的入口的體積流量，為該壓縮機的入口最大允許體積流量， 由壓縮機的出廠銘牌獲取，P°ut為壓縮機的出口壓力，Pc,max為壓縮機的出口最大允許壓力， Pc,max由壓縮機的出廠銘牌獲取； (4)采用內點法，將步驟（1)中的方程作為目標函數(shù)，將上述步驟(2)和步驟(3)的所有 方程作為約束條件，求解得到電-氣禪合多能流系統(tǒng)中燃氣輪機的有功功率、非燃氣輪機的 有功功率和氣源注入天然氣網的體積流量，作為電-氣禪合多能流系統(tǒng)的優(yōu)化調度方案。
【文檔編號】G06Q10/04GK106096777SQ201610409467
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】孫宏斌, 郭慶來, 王彬, 陳瑜瑋, 潘昭光
【申請人】清華大學