本發(fā)明涉及一種基于電轉(zhuǎn)氣的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷方法，屬于綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度領(lǐng)域。技術(shù)背景為應(yīng)對化石能源危機(jī)和環(huán)境污染，我國近年來持續(xù)加大可再生能源和清潔能源的發(fā)展力度，風(fēng)力發(fā)電發(fā)展尤為迅猛。2015年我國新增風(fēng)電并網(wǎng)容量為32.97GW，累計裝機(jī)容量達(dá)129GW，年風(fēng)電發(fā)電量186.3TWh，占全國總發(fā)電量的3.3％。但風(fēng)電的間歇性和反調(diào)峰特性使其難以完全消納，目前我國棄風(fēng)依然嚴(yán)重，2015年全年棄風(fēng)量33.9TWh，平均棄風(fēng)率高達(dá)15％，全年風(fēng)電平均利用小時數(shù)僅1728小時。此外，風(fēng)電還間接拉大了負(fù)荷峰谷差，增加了系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻難度，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來威脅。針對風(fēng)電大規(guī)模接入又難以消納的矛盾，可以利用儲能系統(tǒng)的時空平移特性提高風(fēng)電消納能力。但傳統(tǒng)儲能系統(tǒng)存在存儲容量小、經(jīng)濟(jì)成本高的缺點(diǎn)，難以大規(guī)模、長時間有效存儲能量，對于高比例風(fēng)電的消納和平抑效果十分有限。因而我們亟需尋求能源利用模式和儲能形式的變革來緩解這種矛盾?！澳茉椿ヂ?lián)網(wǎng)(EnergyInternet,EI)”有望解決新能源接入的矛盾。能源互聯(lián)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)是電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)等其他能源系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)，主要利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域內(nèi)的電源、儲能設(shè)備與負(fù)荷的協(xié)調(diào)，完成由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用轉(zhuǎn)變，是未來能源利用的新模式。其中，天然氣網(wǎng)絡(luò)與電力網(wǎng)絡(luò)有相似的能量流形式，與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系也最為緊密，使得電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)成為能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和過渡。由于電力網(wǎng)絡(luò)與天然氣網(wǎng)絡(luò)高度耦合，電力網(wǎng)絡(luò)中高滲透率風(fēng)電功率波動進(jìn)一步傳播至天然氣網(wǎng)絡(luò)，威脅了整個綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行安全。近年來出現(xiàn)的電轉(zhuǎn)氣(powertogas,P2G)技術(shù)則為解決該難題提供了一條極具前景的途徑。電轉(zhuǎn)氣可將低谷時段剩余風(fēng)電轉(zhuǎn)化為易于大規(guī)模存儲的天然氣，并在高峰時段通過燃?xì)廨啓C(jī)組發(fā)電重新利用。較傳統(tǒng)的儲能設(shè)備，電轉(zhuǎn)氣存儲容量大、放電時間長，可有效消納大規(guī)模風(fēng)電并實(shí)現(xiàn)能量的長時間、大范圍時空平移。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)難以解決的技術(shù)問題提供一種基于電轉(zhuǎn)氣的新型電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷方法。技術(shù)方案：本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種基于電轉(zhuǎn)氣的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷方法，包括以下步驟：1)獲取電力網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，建立電力網(wǎng)絡(luò)模型，包括：電力網(wǎng)絡(luò)有功、無功平衡方程，平衡節(jié)點(diǎn)相角約束方程，發(fā)電機(jī)組有功、無功出力約束方程，節(jié)點(diǎn)電壓約束方程，線路功率約束方程和發(fā)電機(jī)組爬坡約束方程；2)獲取天然氣網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，建立天然氣網(wǎng)絡(luò)模型，包括：氣源點(diǎn)天然氣供應(yīng)流量約束方程，管道流量方程，節(jié)點(diǎn)壓力約束方程，管存平衡方程，儲氣罐存儲容量約束方程，儲氣罐注入流量、輸出流量約束方程，壓縮機(jī)能源消耗方程，壓縮機(jī)壓縮比約束方程，天然氣網(wǎng)絡(luò)流量平衡方程；3)建立電轉(zhuǎn)氣模型：其中：QP2G,j,t為t時刻電轉(zhuǎn)氣j轉(zhuǎn)換得到的天然氣流量；PP2G,j,t為t時刻電轉(zhuǎn)氣j轉(zhuǎn)化的有功功率；為電轉(zhuǎn)氣j的轉(zhuǎn)換效率；Hg為天然氣熱值；4)建立燃?xì)廨啓C(jī)模型：其中：PGT,j,t為t時刻燃?xì)廨啓C(jī)j的有功出力；QGT,j,t為t時刻燃?xì)廨啓C(jī)j消耗的天然氣流量；為燃?xì)廨啓C(jī)j的轉(zhuǎn)換效率；5)定義電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)凈負(fù)荷：Pnet,t=Σi∈ΩGPL,i,t+Σp∈ΩP2GPP2G,p,t-Σi∈ΩGTPGT,i,t-Σi∈ΩW(1-δk,t)PW,k,t]]>其中：Pnet,t為t時刻系統(tǒng)凈負(fù)荷；ΩG為發(fā)電機(jī)組集合；PL,i,t為t時刻節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷；ΩP2G為電轉(zhuǎn)氣集合；ΩGT為燃?xì)廨啓C(jī)集合；ΩW為風(fēng)電場接入點(diǎn)集合；PW,k,t為t時刻風(fēng)電場k的可用有功出力；δk,t為t時刻風(fēng)電場k的棄風(fēng)率；6)建立系統(tǒng)運(yùn)行成本最低目標(biāo)：minF1=Σt∈T[Σi∈ΩG,i≠ΩGTf1(PG,i,t)+Σj∈ΩNCN,jQN,j,t+Σj∈ΩSCS,jQS,j,tout+Σk∈ΩWCcurt,kδk,tPW,k,t+Σp∈ΩP2GCP2G,pPP2G,p,t]]]>其中：F1為系統(tǒng)運(yùn)行成本；T為時間斷面數(shù)；PG,i,t為t時刻火電機(jī)組i的有功出力；ΩN為氣源點(diǎn)集合；CN,j為氣源點(diǎn)j的天然氣價格；QN,j,t為t時刻氣源點(diǎn)j的天然氣供應(yīng)流量；ΩS為儲氣罐集合；CS,j為儲氣罐j的存儲價格；為t時刻儲氣罐j的天然氣輸出流量；Ccurt,k為風(fēng)電場k的棄風(fēng)成本系數(shù)；CP2G,p為電轉(zhuǎn)氣p的運(yùn)行成本系數(shù)。f1(PG,i,t)為t時刻火電機(jī)組i的發(fā)電成本函數(shù)，采用機(jī)組成本耗費(fèi)曲線，表示為：f1(PG,i,t)=aiPG,i,t2+biPG,i,t+ci]]>式中：ai、bi、ci為火電機(jī)組i耗量特性曲線參數(shù)；7)建立系統(tǒng)削峰填谷目標(biāo)：minF2=Σt∈T(Pnet,t-Pnet,t-1)2]]>其中：F2為系統(tǒng)相鄰時間段凈負(fù)荷變化率的平方和；8)引入經(jīng)濟(jì)折算系數(shù)ω將削峰填谷目標(biāo)投影到經(jīng)濟(jì)維度，與系統(tǒng)運(yùn)行成本一起構(gòu)成綜合成本最低經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：minF=Σt∈T[Σi∈ΩG,i≠ΩGTf1(PG,i,t)+Σj∈ΩNCN,jQN,j,t+Σj∈ΩSCS,jQS,j,tout+Σk∈ΩWCcurt,kδk,tPW,k,t+Σp∈ΩP2GCP2G,pPP2G,p,t+ω(Pnet,t-Pnet,t-1)2]]]>其中：F為系統(tǒng)綜合成本；9)綜合考慮電、氣網(wǎng)絡(luò)中各種約束條件，建立電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷模型；10)求解電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷模型。作為優(yōu)化，所述步驟3)中的電轉(zhuǎn)氣將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，通過氫氣或天然氣存儲起來；電轉(zhuǎn)氣可分為電轉(zhuǎn)氫氣和電轉(zhuǎn)天然氣兩類，其中電轉(zhuǎn)氫氣利用的是水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣的原理，化學(xué)方程式為：電解產(chǎn)生的氫氣可以直接利用，但由于氫氣存儲和傳輸困難，一般采用電解天然氣的形式；天然氣較氫氣有更高的單位能量密度，并且可以直接注入現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模存儲和遠(yuǎn)距離傳輸；電轉(zhuǎn)天然氣是在電解氫氣的基礎(chǔ)上，利用二氧化碳和氫氣在高溫高壓環(huán)境下反應(yīng)生成甲烷；化學(xué)方程式為：CO2+4H2→CH4+2H2O此化學(xué)方程式能量轉(zhuǎn)換效率約為75％-80％，電轉(zhuǎn)天然氣完整的化學(xué)反應(yīng)綜合能量轉(zhuǎn)換效率約為45％-60％；電能轉(zhuǎn)化成為天然氣后可注入天然氣網(wǎng)絡(luò)存儲起來，天然氣一般存儲在廢棄油氣田、含水層或鹽穴中；天然氣存儲容量巨大，可達(dá)幾百兆立方米，相當(dāng)于存儲電能達(dá)到TWh級別；電負(fù)荷高峰時段通過燃料電池或燃?xì)廨啓C(jī)將天然氣轉(zhuǎn)化為電能，以此形成電-氣-電的循環(huán)儲能系統(tǒng)。作為優(yōu)化，所述步驟9)中電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷原理如下：本發(fā)明將電轉(zhuǎn)氣功率、燃?xì)廨啓C(jī)出力和風(fēng)電場出力均看成廣義的電負(fù)荷，定義電負(fù)荷、電轉(zhuǎn)氣功率與燃?xì)廨啓C(jī)出力、風(fēng)電場出力的差為凈負(fù)荷，利用電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)協(xié)調(diào)作用對凈負(fù)荷進(jìn)行削峰填谷；由于風(fēng)電的反調(diào)峰特性，當(dāng)電負(fù)荷低谷時，風(fēng)電出力為高峰時段，大量風(fēng)電難以消納，通過電轉(zhuǎn)氣將剩余風(fēng)電轉(zhuǎn)化為天然氣進(jìn)行存儲，提高了系統(tǒng)對風(fēng)電的消納能力，有效增加了凈負(fù)荷，起到“填谷”的作用；當(dāng)電負(fù)荷高峰時，增加燃?xì)廨啓C(jī)出力以減少凈負(fù)荷，起到“削峰”作用；這樣通過電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電出力時空平移，有效平滑了凈負(fù)荷曲線。有益效果：本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言：1、本發(fā)明首先建立了電力網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)、電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)模型，電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)通過電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)耦合形成電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)。然后引入經(jīng)濟(jì)折算系數(shù)將凈負(fù)荷削峰填谷目標(biāo)投影到經(jīng)濟(jì)維度，與系統(tǒng)運(yùn)行成本最低目標(biāo)一起構(gòu)成綜合成本最低目標(biāo)，并考慮電、氣網(wǎng)絡(luò)各種約束建立電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷模型。用GAMS求解，算例分析結(jié)果表明本發(fā)明所提模型具有良好的削峰填谷效果。2、電轉(zhuǎn)氣實(shí)現(xiàn)了電能的大量存儲，對于電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)意義重大，主要表現(xiàn)為：1)增加系統(tǒng)對新能源的消納能力，平抑負(fù)荷波動；2)增加系統(tǒng)傳輸容量，緩解線路阻塞；3)增強(qiáng)電-氣網(wǎng)絡(luò)的耦合，提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；4)減少碳排放，更加環(huán)保。3、電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電出力時空平移，有效平滑了凈負(fù)荷曲線。附圖說明圖1為本發(fā)明削峰填谷模型結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明原理示意圖；圖3為電負(fù)荷、氣負(fù)荷及風(fēng)電場出力曲線圖；圖4為場景一算例結(jié)果對比圖；圖5為場景二算例結(jié)果對比圖；圖6為場景三算例結(jié)果對比圖；圖7為場景四算例結(jié)果對比圖。具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)流程進(jìn)行詳細(xì)說明：電力網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)施例電力網(wǎng)絡(luò)模型包括有功、無功功率平衡約束方程，平衡節(jié)點(diǎn)相角約束方程，發(fā)電機(jī)組有功、無功出力約束方程，節(jié)點(diǎn)電壓約束方程，線路功率約束方程和發(fā)電機(jī)組爬坡約束方程，采用直角坐標(biāo)形式，表達(dá)如下：PG,i,t+(1-δi,t)PW,i,t-PP2G,i,t-PL,i,t-Pi,t＝0QG,i,t-QL,i,t-Qi,t＝0tanθbal,t-fbal,tebal,t=0]]>PG,i,min≤PG,i,t≤PG,i,maxQG,i,min≤QG,i,t≤QG,i,maxV2i,min≤ei,t2+fi,t2≤V2i,max]]>0≤Pij,t2+Qij,t2≤Sij,max2]]>PG,i,t-PG,i,t-1≤RUiPG,i,t-1-PG,i,t≤RDi其中：Pi,t、Qi,t分別為t時刻節(jié)點(diǎn)i的有功、無功功率；QG,i,t為t時刻發(fā)電機(jī)組i的無功出力；QL,i,t為t時刻節(jié)點(diǎn)i的無功負(fù)荷；θbal,t為t時刻平衡節(jié)點(diǎn)電壓相角；ebal,t、fbal,t分別為t時刻平衡節(jié)點(diǎn)電壓的實(shí)部和虛部；PG,i,max、PG,i,min和QG,i,max、QG,i,min分別為發(fā)電機(jī)組i的有功出力上下限和無功出力上下限；ei,t、fi,t分別為t時刻節(jié)點(diǎn)i電壓的實(shí)部和虛部；Vi,max、Vi,min分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值上下限；Pij,t、Qij,t分別為t時刻線路ij的有功、無功功率；Sij,max為線路ij視在功率的上限；RUi、RDi分別為發(fā)電機(jī)組i上、下爬坡的上限。天然氣網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)施例天然氣網(wǎng)絡(luò)主要包括提供天然氣的氣源點(diǎn)，將天然氣輸送至負(fù)荷側(cè)的管道，用于補(bǔ)充能量傳輸過程中壓力損失的加壓站。還需要考慮具備存儲功能的儲氣罐和管存。1)氣源點(diǎn)氣源點(diǎn)向天然氣網(wǎng)絡(luò)注入天然氣。每個氣源點(diǎn)供應(yīng)流量的上下限約束表示如下：QN,j,min≤QN,j,t≤QN,j,max其中：QN,j,max、QN,j,min分別為氣源點(diǎn)j的天然氣供應(yīng)流量上、下限。2)管道天然氣管道流量方程與管道兩端壓力及管道諸多物理特性有關(guān)，并無通用的形式，特定情形下的氣體流量通常用非線性方程描述。對于理想絕熱輸氣管道，考慮天然氣雙向流動，其流量方程可表示為：Q~ij,t|Q~ij,t|=Cij2(pi,t2-pj,t2)]]>其中：表示t時刻流過管道ij的平均流量，其中分別為t時刻管道ij的首端天然氣注入流量和末端天然氣輸出流量；Cij為與管道ij效率、溫度、長度、內(nèi)徑、壓縮因子等有關(guān)的常數(shù)；pi,t、pj,t分別為t時刻首末節(jié)點(diǎn)i、j的壓力值。天然氣管道流量方程僅適用于高壓紊流的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)壓力值有上下限約束，表示如下：pj,min≤pj,t≤pj,max其中：pj,max、pj,min分別為節(jié)點(diǎn)j壓力值上、下限。3)管存由于天然氣的可壓縮性，管道首端天然氣注入流量往往與末端天然氣輸出流量不同，首末端相差的天然氣流量就短暫地存儲在管道中，稱之為管存。管存可緩沖天然氣網(wǎng)絡(luò)氣負(fù)荷的波動，是保證天然氣可靠供應(yīng)的關(guān)鍵因素。管存與管道兩端的平均壓力和管道參數(shù)成正比，考慮多時段動態(tài)過程，可表示為：LPij,t=MijP~ij,t]]>LPij,t=LPij,t-1+Qij,tin-Qij,tout]]>其中：LPij,t為t時刻管道ij的管存；Mij為與管道ij長度、半徑、溫度及氣體密度、壓縮因子等有關(guān)的常數(shù)；表示t時刻管道ij的平均壓力。4)儲氣罐天然氣網(wǎng)絡(luò)中天然氣的存儲對于負(fù)荷可靠供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。在天然氣網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障或氣負(fù)荷發(fā)生較大的波動時，儲氣罐可作為氣源點(diǎn)的替代向網(wǎng)絡(luò)提供天然氣，保障天然氣負(fù)荷供應(yīng)充足。天然氣網(wǎng)絡(luò)儲氣罐受到存儲容量的限制和天然氣注入、輸出流量的限制，考慮多時段動態(tài)過程，其約束可表示為：StS,j,min≤StS,j,t=StS,j,t-1+QS,j,tin-QS,j,tout≤StS,j,max]]>0≤QS,j,tin≤QS,j,maxin]]>0≤QS,j,tout≤QS,j,maxout]]>其中：StS,j,t為t時刻儲氣罐j的存儲容量；分別為t時刻儲氣罐j的天然氣注入流量和輸出流量；StS,j,max、StS,j,min分別為t時刻儲氣罐j存儲容量的上、下限；分別為儲氣罐j天然氣注入流量和輸出流量的上限。5)壓縮機(jī)為了可靠傳輸天然氣和補(bǔ)償由于摩擦阻力造成的天然氣網(wǎng)絡(luò)的壓力損失，天然氣網(wǎng)絡(luò)中需要配置一定數(shù)量的加壓站。加壓站最主要的部分是增加天然氣壓力的壓縮機(jī)。假設(shè)壓縮機(jī)消耗的能量來源于通過壓縮機(jī)的天然氣，可將其視為天然氣網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。壓縮機(jī)消耗的天然氣流量與流過壓縮機(jī)的流量及壓縮比有關(guān)，可表示如下：Qcom,k,t=βkHcom,k,t=βkBkfcom,k,t[(pj,tpi,t)Zk-1]]]>Rk,min≤pj,tpi,t≤Rk,max]]>其中：Qcom,k,t為t時刻壓縮機(jī)k消耗的天然氣流量；Hcom,k,t為t時刻壓縮機(jī)k消耗的能量；βk為壓縮機(jī)k的能量轉(zhuǎn)換系數(shù)；Bk為與壓縮機(jī)k效率、溫度、天然氣熱值有關(guān)的常數(shù)；fcom,k,t為t時刻流過壓縮機(jī)k的天然氣流量；Zk為與壓縮機(jī)k壓縮因子和天然氣熱值有關(guān)的常數(shù)；Rk,max、Rk,min分別為壓縮機(jī)k壓縮比的上、下限。6)流量平衡類似于電力網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)功率平衡，根據(jù)流量守恒定律可得天然氣網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)的流量平衡方程：QN,j,t+(QS,j,tout-QS,j,tin)+Σi∈j(Qij,tout-Qji,tin)+QP2G,j,t-QGT,j,t-Qcom,j,t-QL,j,t=0]]>其中：i∈j表示所有與節(jié)點(diǎn)j相連的節(jié)點(diǎn)；QL,j,t為t時刻節(jié)點(diǎn)j的天然氣負(fù)荷。電轉(zhuǎn)氣模型實(shí)施例電轉(zhuǎn)氣將剩余的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為天然氣，注入天然氣網(wǎng)絡(luò)，故其電能輸入視為電力網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，而其天然氣輸出可以視為天然氣網(wǎng)絡(luò)的源。通過電轉(zhuǎn)氣的能量轉(zhuǎn)換效率及天然氣熱值，建立其線性模型：其中：PP2G,j,t為t時刻電轉(zhuǎn)氣j轉(zhuǎn)化的有功功率；為電轉(zhuǎn)氣j的轉(zhuǎn)換效率；Hg為天然氣熱值。燃?xì)廨啓C(jī)模型實(shí)施例燃?xì)廨啓C(jī)通過消耗天然氣發(fā)電，其天然氣輸入可以視為天然氣網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，而其電能輸出可以視為電力網(wǎng)絡(luò)的源。通過燃?xì)廨啓C(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率及天然氣熱值，建立其線性模型：其中：PGT,j,t為t時刻燃?xì)廨啓C(jī)i的有功出力；為燃?xì)廨啓C(jī)j的轉(zhuǎn)換效率。電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)凈負(fù)荷將電轉(zhuǎn)氣功率、燃?xì)廨啓C(jī)出力和風(fēng)電場出力均看成廣義的電負(fù)荷，定義電負(fù)荷、電轉(zhuǎn)氣功率與燃?xì)廨啓C(jī)出力、風(fēng)電場出力的差為凈負(fù)荷，對凈負(fù)荷進(jìn)行協(xié)調(diào)削峰填谷。通過協(xié)調(diào)系統(tǒng)的電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)，能夠提高系統(tǒng)整體安全性和可靠性，同時增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳輸能力。Pnet,t=Σi∈ΩGPL,i,t+Σp∈ΩP2GPP2G,p,t-Σi∈ΩGTPGT,i,t-Σi∈ΩW(1-δk,t)PW,k,t]]>其中：Pnet,t為t時刻系統(tǒng)凈負(fù)荷；ΩG為發(fā)電機(jī)組集合；PL,i,t為t時刻節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷；ΩP2G為電轉(zhuǎn)氣集合；ΩGT為燃?xì)廨啓C(jī)集合；ΩW為風(fēng)電場接入點(diǎn)集合；PW,k,t為t時刻風(fēng)電場k的可用有功出力；δk,t為t時刻風(fēng)電場k的棄風(fēng)率。系統(tǒng)運(yùn)行成本最低目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行成本包括發(fā)電機(jī)組發(fā)電成本、天然氣購買成本、存儲罐存儲成本、風(fēng)電棄風(fēng)成本和電轉(zhuǎn)氣成本，表示為：minF1=Σt∈T[Σi∈ΩG,i≠ΩGTf1(PG,i,t)+Σj∈ΩNCN,jQN,j,t+Σj∈ΩSCS,jQS,j,tout+Σk∈ΩWCcurt,kδk,tPW,k,t+Σp∈ΩP2GCP2G,pPP2G,p,t]]]>其中：F1為系統(tǒng)運(yùn)行成本；T為時間斷面數(shù)；PG,i,t為t時刻火電機(jī)組i的有功出力；ΩN為氣源點(diǎn)集合；CN,j為氣源點(diǎn)j的天然氣價格；QN,j,t為t時刻氣源點(diǎn)j的天然氣供應(yīng)流量；ΩS為儲氣罐集合；CS,j為儲氣罐j的存儲價格；為t時刻儲氣罐j的天然氣輸出流量；Ccurt,k為風(fēng)電場k的棄風(fēng)成本系數(shù)；PW,k,t為t時刻風(fēng)電場k的可用有功出力；CP2G,p為電轉(zhuǎn)氣p的運(yùn)行成本系數(shù)。f1(PG,i,t)為t時刻火電機(jī)組i的發(fā)電成本函數(shù)，采用機(jī)組成本耗費(fèi)曲線，表示為：f1(PG,i,t)=aiPG,i,t2+biPG,i,t+ci]]>式中：ai、bi、ci為火電機(jī)組i耗量特性曲線參數(shù)。系統(tǒng)削峰填谷目標(biāo)這里采用相鄰時間段凈負(fù)荷變化率的平方和表征系統(tǒng)凈負(fù)荷波動性。對于所有時間段，這一項之和最小即表示凈負(fù)荷的波動最小，以此來評估削峰填谷效果。minF2=Σt∈T(Pnet,t-Pnet,t-1)2]]>其中：F2為系統(tǒng)相鄰時間段凈負(fù)荷變化率的平方和。經(jīng)濟(jì)折算系數(shù)由于削峰填谷目標(biāo)和運(yùn)行成本目標(biāo)量綱不同，引入經(jīng)濟(jì)折算系數(shù)ω將削峰填谷目標(biāo)投影到經(jīng)濟(jì)維度，與系統(tǒng)運(yùn)行成本一起構(gòu)成綜合成本最低經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，從而將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化，即對系統(tǒng)凈負(fù)荷削峰填谷的同時兼顧系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。minF=Σt∈T[Σi∈ΩG,i≠ΩGTf1(PG,i,t)+Σj∈ΩNCN,jQN,j,t+Σj∈ΩSCS,jQS,j,tout+Σk∈ΩWCcurt,kδk,tPW,k,t+Σp∈ΩP2GCP2G,pPP2G,p,t+ω(Pnet,t-Pnet,t-1)2]]]>其中：F為系統(tǒng)綜合成本。綜合考慮電、氣網(wǎng)絡(luò)中各種約束條件，建立電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)削峰填谷模型并求解。實(shí)施例基于修改的IEEE39節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)和比利時20節(jié)點(diǎn)天然氣系統(tǒng)通過電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)耦合構(gòu)造了測試算例。IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)有10臺發(fā)電機(jī)組，46條輸電線路，總裝機(jī)容量7367MW，將電負(fù)荷和線路功率上限均減少為原來的75％。設(shè)定發(fā)電機(jī)組G1、G7和G8為燃?xì)廨啓C(jī)，分別與天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5、14和2相連。節(jié)點(diǎn)32和節(jié)點(diǎn)33分別接入額定出力為900MW的風(fēng)電場集群，棄風(fēng)成本為1000$/MWh。為最大限度消納風(fēng)電和避免天然氣網(wǎng)絡(luò)線路阻塞，電轉(zhuǎn)氣的輸入端也接在電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)32和節(jié)點(diǎn)33，輸出端分別與天然氣網(wǎng)絡(luò)存儲罐節(jié)點(diǎn)8和節(jié)點(diǎn)14相連，最大轉(zhuǎn)化功率500MW，運(yùn)行成本為20$/MW。比利時20節(jié)點(diǎn)天然氣系統(tǒng)包括21條輸氣管道，2個加壓站，2個氣源點(diǎn)W1-W2，4個儲氣罐S1-S4。本發(fā)明取一小時為時間步長，對系統(tǒng)一天24小時進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化調(diào)度，系統(tǒng)電負(fù)荷、氣負(fù)荷及風(fēng)電場可用出力曲線如附圖3所示。為研究削峰填谷模型對電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行的影響，設(shè)置4種場景進(jìn)行對比分析，分別如下：場景一：不考慮電轉(zhuǎn)氣和削峰填谷模型，目標(biāo)函數(shù)僅為經(jīng)濟(jì)成本目標(biāo)；場景二：考慮電轉(zhuǎn)氣，但目標(biāo)函數(shù)僅為經(jīng)濟(jì)成本目標(biāo)；場景三：不考慮電轉(zhuǎn)氣；但目標(biāo)函數(shù)綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本目標(biāo)和削峰填谷目標(biāo)；場景四：同時考慮電轉(zhuǎn)氣和削峰填谷模型，目標(biāo)函數(shù)綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本目標(biāo)和削峰填谷目標(biāo)。使用優(yōu)化軟件GAMS進(jìn)行編程計算，計算結(jié)果如表1和附圖4-7所示。由于風(fēng)電的間歇性和反調(diào)峰特性，間接拉大了系統(tǒng)電負(fù)荷峰谷差。場景三考慮了削峰填谷模型，凈負(fù)荷波動性較場景一有了極大的改善，凈負(fù)荷方差減小為33.090，凈負(fù)荷峰谷差減小為19.60；同樣，考慮了削峰填谷模型的場景四凈負(fù)荷方差和凈負(fù)荷峰谷差較場景二均有大幅減小，分別減小84.69％和67.30％。這充分驗(yàn)證了本發(fā)明所提削峰填谷模型能夠極大的改善電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)凈負(fù)荷波動性。因?yàn)橄鞣逄罟饶Ｐ驮陔娯?fù)荷低谷時段通過電轉(zhuǎn)氣將難以消納的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為天然氣，增加凈負(fù)荷達(dá)到“填谷”作用；而在電負(fù)荷高峰時段通過燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電來減小凈負(fù)荷達(dá)到“削峰”作用。這樣通過電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)的協(xié)調(diào)作用，使系統(tǒng)凈負(fù)荷曲線變得平緩。表1不同場景計算結(jié)果當(dāng)前第1頁1 2 3