本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)規(guī)劃領(lǐng)域，涉及電力系統(tǒng)對可再生能源最大并網(wǎng)容量的提升方法，特別涉及通過電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運行提高電力系統(tǒng)風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法。

背景技術(shù)：

隨著化石能源的不斷枯竭以及環(huán)境問題的不斷加劇，以風(fēng)電為代表的可再生能源的利用率不斷提高，在各個國家的推動下，風(fēng)力發(fā)電商業(yè)化程度不斷提高，技術(shù)逐漸成熟，得到了迅速發(fā)展。目前，我國風(fēng)電總裝機容量已經(jīng)居于世界第一位，風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷加大，一定程度上緩解了我國能源緊張問題。然而，由于風(fēng)力發(fā)電機組運行時，存在較為明顯的隨機性和波動性，當(dāng)風(fēng)電并網(wǎng)容量提高時，其頻繁波動和變化將影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定及電能質(zhì)量。因此，風(fēng)電的最大并網(wǎng)容量體現(xiàn)了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和維持電能質(zhì)量的能力。

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)運行分析中，風(fēng)電的最大并網(wǎng)容量主要受到風(fēng)電場接入點負(fù)載能力大小、風(fēng)電機組類型、無功補償狀況、系統(tǒng)中常規(guī)機組的調(diào)節(jié)能力大小以及地區(qū)負(fù)荷特性的影響，因此，為了提高風(fēng)電并網(wǎng)容量，可通過以下幾種方式：1)在風(fēng)電場中選擇使用具有電壓調(diào)節(jié)能力的變速恒頻風(fēng)電機組，降低對電網(wǎng)無功的影響，從而提高風(fēng)電的并網(wǎng)容量；2)安裝動態(tài)無功補償裝置，提高系統(tǒng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高系統(tǒng)接納風(fēng)電的容量；3)由于負(fù)載能力強的節(jié)點電壓對功率變化敏感度較小，因此選擇負(fù)載能力強的節(jié)點接入風(fēng)電場，能減少風(fēng)電功率擾動對電壓帶來的影響，從而提高系統(tǒng)對風(fēng)電的接納能力；4)增加系統(tǒng)中常規(guī)機組的旋轉(zhuǎn)備用容量，提升系統(tǒng)對電壓和頻率的調(diào)節(jié)能力，也能有效地提高風(fēng)電并網(wǎng)容量；5)進(jìn)行合理的負(fù)荷側(cè)調(diào)控，減少負(fù)荷波動，也是提高風(fēng)電并網(wǎng)容量的一種方式。

在能源互聯(lián)網(wǎng)研究的大背景下，采用多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)進(jìn)行協(xié)調(diào)運行，是提高風(fēng)電并網(wǎng)容量的新方向。P2G(Power to Gas,電轉(zhuǎn)氣)技術(shù)的出現(xiàn)，為電能向天然氣的轉(zhuǎn)化提供了方法，基于此可將電網(wǎng)與天然氣網(wǎng)混聯(lián)，利用天然氣井的調(diào)節(jié)能力及天然氣網(wǎng)的存儲能力實現(xiàn)風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的提高?，F(xiàn)有的方法僅在電網(wǎng)角度進(jìn)行風(fēng)電并網(wǎng)容量的分析，均未考慮通過將電網(wǎng)與天然氣網(wǎng)混聯(lián)的方式提高風(fēng)電并網(wǎng)容量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種合理有效的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法。通過P2G技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)與天然氣網(wǎng)的混聯(lián)，并利用天然氣網(wǎng)絡(luò)及天然氣氣源的調(diào)節(jié)能力提高混聯(lián)系統(tǒng)的風(fēng)電接納水平。本發(fā)明中引入試驗風(fēng)速的概念，將風(fēng)速的概率模型轉(zhuǎn)化為確定性模型求解，為電力系統(tǒng)規(guī)劃過程提供決策依據(jù)，也為調(diào)度運行提供參考。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，包括以下步驟：

第一步，針對含風(fēng)電及P2G裝置的電網(wǎng)，建立穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

針對電網(wǎng)，所述的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型即為電網(wǎng)各節(jié)點的功率平衡方程。對于含風(fēng)電及P2G裝置的電網(wǎng)，其電網(wǎng)節(jié)點可以分為4類，具體如下：

1)無風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點；

2)含風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點；

3)無風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點；

4)含風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點。

針對上述4類電網(wǎng)節(jié)點，分別建立電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。

1)無風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

無風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點，其穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型即為常規(guī)的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，如公式(1)所示：

其中，P和Q分別為電網(wǎng)節(jié)點注入的有功功率和無功功率；P_G和Q_G分別為有功源和無功源發(fā)出的有功功率和無功功率，若節(jié)點上不含有功源或無功源，則該項參數(shù)數(shù)值為0，否則為大于0的變量；P_L和Q_L分別為有功負(fù)荷和無功負(fù)荷；U為節(jié)點電壓幅值，θ為節(jié)點電壓相角；G和B為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)；下標(biāo)i、j為電網(wǎng)節(jié)點編號，N_e為電網(wǎng)節(jié)點總數(shù)。

2)含風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

針對含風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點，其穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型需在公式(1)的基礎(chǔ)上引入風(fēng)電場并網(wǎng)的有功功率和無功功率。將風(fēng)電場的并網(wǎng)節(jié)點選擇為節(jié)點k，所述的節(jié)點k為電網(wǎng)的任意一個節(jié)點，得到含風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，如公式(2)所示：

其中，P_farm和Q_farm為風(fēng)電場并網(wǎng)的有功功率和無功功率，下標(biāo)k表示節(jié)點k，其余參數(shù)含義與公式(1)一致。

3)無風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

針對無風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點，其穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型需在公式(1)的基礎(chǔ)上引入P2G裝置消耗的有功功率。將P2G裝置與電網(wǎng)的連接節(jié)點選擇為節(jié)點s，所述的節(jié)點s為電網(wǎng)中的任意一個節(jié)點；得到無風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，如公式(3)所示：

其中，P_P2G為P2G裝置消耗的有功功率，下標(biāo)s表示節(jié)點s，其余參數(shù)含義與公式(1)一致。

4)含風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

針對含風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點，其穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型需在公式(1)的基礎(chǔ)上引入風(fēng)電場并網(wǎng)的有功功率和無功功率以及P2G裝置消耗的有功功率。將風(fēng)電場與P2G裝置與電網(wǎng)連接的節(jié)點選擇為節(jié)點t，所述的節(jié)點t為電網(wǎng)中的任意一個節(jié)點；得到含風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，如公式(4)所示：

其中，下標(biāo)t表示節(jié)點t，其余參數(shù)含義與公式(1)-公式(3)一致。

綜上，含風(fēng)電及P2G裝置的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型如公式(1)-公式(4)所示。模型中，P_G、Q_G、P_farm、Q_farm及P_P2G為控制變量，U、θ為狀態(tài)變量。

第二步，針對含P2G裝置的天然氣網(wǎng)絡(luò)，建立天然氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

針對天然氣網(wǎng)絡(luò)，所述的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型即為網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的天然氣流量平衡方程。接入P2G裝置的天然氣網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可分為2類，具體如下：

1)不含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點；

2)含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點。

針對上述2類氣網(wǎng)節(jié)點，分別建立氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。

1)不含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

不含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點，其穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型即為常規(guī)的氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，如公式(5)所示：

其中，F(xiàn)_S為天然氣井向節(jié)點注入的天然氣流量，F(xiàn)_L為節(jié)點氣負(fù)荷對應(yīng)的天然氣流量，F(xiàn)為氣網(wǎng)管道中的天然氣流量；下標(biāo)x、y為氣網(wǎng)節(jié)點編號，N_G為氣網(wǎng)節(jié)點總數(shù)。

2)含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型

針對含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點，其穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型需在公式(5)的基礎(chǔ)上引入P2G裝置注入的天然氣流量。將P2G裝置與氣網(wǎng)的連接節(jié)點選擇為節(jié)點z，所述的節(jié)點z為氣網(wǎng)中的任意一個節(jié)點；得到含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，如公式(6)所示：

其中，F(xiàn)_P2G為P2G裝置注入的天然氣流量，下標(biāo)z表示節(jié)點z，其余參數(shù)含義與公式(5)一致。

氣網(wǎng)中，天然氣輸送管道可分2類，具體如下：

1)不含加壓站的管道；

2)含加壓站的管道。

針對上述2類氣網(wǎng)管道，管道中流過的天然氣流量F，與管道兩端氣壓之間的關(guān)系需分別建模計算。

1)不含加壓站的氣網(wǎng)管道流量計算方法

針對不含加壓站的氣網(wǎng)管道，流過的天然氣流量僅與管道兩端的氣壓有關(guān)，以氣網(wǎng)節(jié)點x與節(jié)點y之間的天然氣管道為例，其流量計算方法如公式(7)所示：

其中，p為管道兩端點節(jié)點處的氣壓；K為管道的傳輸效率；S為管道流向參數(shù)。其余參數(shù)含義與公式(5)-公式(6)一致。

2)含加壓站的氣網(wǎng)管道流量計算方法

針對含加壓站的氣網(wǎng)管道，流過的天然氣流量不僅與管道兩端的氣壓有關(guān)，還與加壓站出口處的氣壓有關(guān)，以氣網(wǎng)節(jié)點x'與節(jié)點y'之間的天然氣管道為例，將加壓站出口處記為節(jié)點m，則節(jié)點m與節(jié)點y'之間天然氣流量滿足公式(7)，而加壓站的流量損耗如公式(8)所示：

F_comx'y'＝K_comx'y'F_my'(p_m-p_x') (8)

其中，F(xiàn)_com為加壓站的流量損耗，K_com為加壓站的常系數(shù)，下標(biāo)m、x'和y'分別表示節(jié)點m、節(jié)點x'和節(jié)點y'，其余參數(shù)含義與公式(5)-公式(7)一致。

由公式(7)和公式(8)可知，含加壓站的氣網(wǎng)管道流量計算方法如公式(9)所示：

式中各參數(shù)含義與公式(5)-公式(8)一致。

綜上，接入P2G裝置及含加壓站的氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型如公式(5)-公式(6)所示，其中，氣網(wǎng)管道的流量計算方法如公式(7)、公式(9)所示。模型中，F(xiàn)_S、F_P2G、p為控制變量，F(xiàn)為狀態(tài)變量。

第三步，建立電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)的風(fēng)電最大并網(wǎng)容量優(yōu)化模型

在第一步和第二步得到的模型基礎(chǔ)上，將電網(wǎng)節(jié)點和氣網(wǎng)節(jié)點通過P2G裝置進(jìn)行連接，電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型中P2G裝置消耗的有功功率與氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型中P2G注入節(jié)點的天然氣流量之間關(guān)系如公式(10)所示：

F_P2G＝GP_P2G/GHV＝ηP_P2G/GHV (10)

其中，GP_P2G為P2G裝置生成的天然氣功率，GHV為天然氣高熱值，η為P2G裝置功率轉(zhuǎn)換效率，P_P2G及F_P2G含義分別與公式(3)及公式(6)描述一致。

同時考慮電網(wǎng)和天然氣網(wǎng)運行參數(shù)，除第一步和第二步模型中所述的控制變量及狀態(tài)變量外，對與電網(wǎng)運行還包含電網(wǎng)有功潮流及氣網(wǎng)中加壓站的升壓比等變量，均為狀態(tài)變量。在保證混聯(lián)系統(tǒng)運行安全與穩(wěn)定的前提下，進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào)，則電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)的風(fēng)電最大并網(wǎng)容量優(yōu)化模型如公式(11)所示：

其中，N為風(fēng)機并網(wǎng)臺數(shù)，P_r為每臺風(fēng)機額定功率；和分別為電網(wǎng)節(jié)點i電壓上下限，和分別為電網(wǎng)節(jié)點i有功源出力上下限，和分別為電網(wǎng)節(jié)點i無功源出力上下限，PF_ij和PF_ji為電網(wǎng)節(jié)點i與節(jié)點j之間線路的有功潮流，為電網(wǎng)節(jié)點i與節(jié)點j之間線路的有功潮流上限；和分別為氣網(wǎng)節(jié)點x氣井供出流量上下限，和分別為氣網(wǎng)節(jié)點x氣壓上下限，和分別為氣網(wǎng)節(jié)點x與節(jié)點y之間管道氣流量上下限，β_max和β_min分別為氣網(wǎng)中加壓站的升壓比上下限。其余參數(shù)與公式(1)-公式(10)含義一致。

公式(11)中，若電網(wǎng)節(jié)點i不是風(fēng)電并網(wǎng)節(jié)點，則P_farmi和Q_farmi為0，否則為隨機變量；若電網(wǎng)節(jié)點i未連接P2G裝置，則P_P2Gi為0；若氣網(wǎng)節(jié)點x未連接P2G裝置，則為0；除上述幾種情況外，P_P2Gi和均為大于0的可調(diào)節(jié)變量。

第四步，針對風(fēng)電場出力的不確定性，引入試驗風(fēng)速，將第三步中含風(fēng)電不確定性的優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為確定性模型

本發(fā)明采用被廣泛應(yīng)用的變速風(fēng)機模型，它的輸出的有功功率與風(fēng)速之間的關(guān)系如公式(12)所示：

其中，P_w為單臺風(fēng)機的有功出力，P_r是風(fēng)機的額定輸出功率，v是風(fēng)速，v_i是切入風(fēng)速，v_r是額定風(fēng)速，v_o是切出風(fēng)速，a、b為系數(shù)，其表達(dá)式如公式(13)所示：

變速風(fēng)機模型中風(fēng)機以恒功率因數(shù)運行，那么，風(fēng)電場輸出的無功功率Q_farm與有功功率P_farm之間的關(guān)系可表示為：

其中，是風(fēng)機的功率因數(shù)。

由于風(fēng)電場中風(fēng)速是隨機的，因此風(fēng)機的有功出力是不確定量，可用概率模型進(jìn)行風(fēng)機有功出力的建模。風(fēng)電場風(fēng)速數(shù)據(jù)服從韋伯分布，其概率密度函數(shù)和對應(yīng)的概率分布函數(shù)分別如公式(15)和公式(16)所示：

由公式(12)和公式(16)可得風(fēng)電場的有功功率的概率分布函數(shù)，如公式(17)所示：

其中，k_v為形狀系數(shù)；c為比例系數(shù)；v(P_w)為公式(12)在v_i≤v<v_r時的反函數(shù)，其表達(dá)式如公式(18)所示，其余參數(shù)含義與公式(12)一致。

v(P_w)＝[(P_w-a)/b]^1/3 (18)

根據(jù)公式(17)，對于給定的有功功率P'(0<P'<P_r)，風(fēng)機實際有功出力不大于它的概率如公式(19)所示：

式中各參數(shù)含義與公式(12)及公式(16)一致。P'對應(yīng)的風(fēng)速v'可由公式(18)得到。將滿足給定置信水平的風(fēng)速最小值作為試驗風(fēng)速，則數(shù)學(xué)表達(dá)式如公式(20)所示：

其中，v^*即為試驗風(fēng)速，α為置信度，置信度越小，給電網(wǎng)帶來的風(fēng)險越大。

根據(jù)公式(19)和公式(20)，解出試驗風(fēng)速的表達(dá)式，如公式(21)所示：

以試驗風(fēng)速對應(yīng)的風(fēng)機有功出力作為單臺風(fēng)機輸出的有功功率，將風(fēng)電場的隨機模型轉(zhuǎn)化為確定性模型，該模型下風(fēng)電場輸出的有功功率如公式(22)所示：

其中，P^*是試驗風(fēng)速對應(yīng)的風(fēng)機輸出的有功功率，可由公式(12)計算得到；對應(yīng)的風(fēng)電場的無功功率輸出Q_farm可由公式(14)計算得到。則公式(11)所述的含有風(fēng)電出力不確定性的電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)的風(fēng)電并網(wǎng)容量概率優(yōu)化模型可轉(zhuǎn)化為確定性模型，表達(dá)式如公式(23)所示：

式中各參數(shù)含義與公式(1)-公式(11)、公式(22)一致。

第五步，采用原對偶內(nèi)點法進(jìn)行優(yōu)化求解

分別求解以下場景下風(fēng)電最大并網(wǎng)容量

1)場景1：電網(wǎng)不與天然氣網(wǎng)絡(luò)混聯(lián)，純電網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)電最大并網(wǎng)容量；

2)場景2：電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)最大并網(wǎng)容量求解。

上述場景1中無氣網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)，其優(yōu)化模型如公式(24)所示，場景2中包含電網(wǎng)和氣網(wǎng)運行的相關(guān)參數(shù)，優(yōu)化模型即為第四步中公式(23)所示。

式中各參數(shù)含義與公式(1)-公式(4)及公式(11)、公式(22)一致。

本發(fā)明的效果和益處是：針對風(fēng)電并網(wǎng)容量受限的問題，提供了一種能夠提高風(fēng)電并網(wǎng)容量的方法。利用P2G技術(shù)將電網(wǎng)與天然氣網(wǎng)耦合，從而實現(xiàn)電網(wǎng)對風(fēng)電接納水平的提高。同時，引入試驗風(fēng)速，將風(fēng)電概率性模型轉(zhuǎn)化為確定性模型，求解風(fēng)電最大并網(wǎng)容量，為解決風(fēng)電并網(wǎng)容量受限問題提供了新思路。

附圖說明

圖1是電網(wǎng)與天然氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是混聯(lián)系統(tǒng)風(fēng)電并網(wǎng)容量求解流程圖。

圖3是與天然氣網(wǎng)絡(luò)混聯(lián)前后風(fēng)電最大并網(wǎng)容量對比。

具體實施方式

以下以IEEE14節(jié)點輸電網(wǎng)與3節(jié)點簡化天然氣網(wǎng)為例，結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1所示，IEEE14節(jié)點系統(tǒng)的7號節(jié)點與風(fēng)電場相連，電網(wǎng)4號節(jié)點和14號節(jié)點分別通過P2G裝置與氣網(wǎng)的1號節(jié)點和2號節(jié)點相連接，P2G裝置的轉(zhuǎn)換效率為60％，天然氣高熱值為39.82MJ/m³。天然氣網(wǎng)1號節(jié)點處連接氣源，且與2號節(jié)點及3號節(jié)點之間分別裝設(shè)有加壓站，各節(jié)點氣負(fù)荷分別為86.7MW、0.866MW和86.7MW。風(fēng)電場中，每臺機組的額定裝機容量均為2MW，風(fēng)機的切入風(fēng)速為4m/s，額定風(fēng)速為12.5m/s，切出風(fēng)速為20m/s。風(fēng)場中風(fēng)速滿足韋伯分布，其形狀參數(shù)為3，比例系數(shù)為7.5。

圖2為電網(wǎng)與天然氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)風(fēng)電并網(wǎng)容量求解流程圖，具體步驟如下：

第一步，建立含風(fēng)電及P2G裝置的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，讀取IEEE14節(jié)點系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣，建立電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)模型。在節(jié)點4和節(jié)點14功率平衡方程中引入P2G裝置的相關(guān)參數(shù)，視為電網(wǎng)的可變負(fù)荷。

IEEE14節(jié)點系統(tǒng)的節(jié)點參數(shù)如表1所示，支路參數(shù)如表2所示，表中數(shù)據(jù)均為標(biāo)幺值。

表1 IEEE14節(jié)點系統(tǒng)節(jié)點相關(guān)參數(shù)

表2 IEEE14節(jié)點系統(tǒng)支路參數(shù)

第二步，建立接入P2G裝置及含加壓站的氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。讀取氣網(wǎng)相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理建立氣網(wǎng)運行的穩(wěn)態(tài)模型，并在1號和2號節(jié)點分別接入P2G裝置，作為氣網(wǎng)的附加可變氣源。

氣網(wǎng)相關(guān)參數(shù)如表3所示，均為標(biāo)幺值

表3 3節(jié)點天然氣網(wǎng)相關(guān)參數(shù)

第三步，以第一步和第二步的穩(wěn)態(tài)模型為基礎(chǔ)，建立電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)的風(fēng)電并網(wǎng)容量優(yōu)化模型，如公式(11)所示。其中，風(fēng)電并網(wǎng)功率P_farm為不確定性變量，其對應(yīng)風(fēng)速滿足韋伯分布。

第四步，考慮風(fēng)速的概率分布特性，根據(jù)公式(12)-公式(22)，將滿足給定置信水平的風(fēng)速最小值作為試驗風(fēng)速，引入到第三步模型的電網(wǎng)功率等式約束及優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)中，實現(xiàn)將概率優(yōu)化模型轉(zhuǎn)換為確定性優(yōu)化模型，轉(zhuǎn)化后的確定性優(yōu)化模型如公式(23)所示。

第五步，采用原對偶內(nèi)點法進(jìn)行優(yōu)化求解。分別求解以下場景下風(fēng)電最大并網(wǎng)容量。

1)場景1：電網(wǎng)不與天然氣網(wǎng)絡(luò)混聯(lián)，純電網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)電最大并網(wǎng)容量；

2)場景2a：電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)最大并網(wǎng)容量求解，電網(wǎng)節(jié)點4和氣網(wǎng)節(jié)點1之間通過P2G裝置相連

3)場景2b：電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)最大并網(wǎng)容量求解，電網(wǎng)節(jié)點4和氣網(wǎng)節(jié)點1之間通過P2G裝置相連；

結(jié)果如圖3所示，將圖中場景2a及場景2b分別與場景1中風(fēng)電最大并網(wǎng)容量進(jìn)行對比，可知本發(fā)明提出的方法能夠有效提高風(fēng)電的最大并網(wǎng)容量。其中場景2a中，由于P2G裝置接在了氣網(wǎng)的氣井節(jié)點，可以更好地利用氣井的調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的提高。