技術(shù)特征：

1.一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于以下步驟：

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

對(duì)于含風(fēng)電場及P2G裝置的電網(wǎng)，根據(jù)四種不同的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，分別建立其對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，所述的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型即為電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的功率平衡方程；所述的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括無風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、含風(fēng)電場并網(wǎng)且不含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、無風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、含風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；

第二步，針對(duì)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

對(duì)于接入P2G裝置的天然氣網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)兩種不同的氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，分別建立其對(duì)應(yīng)的氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，所述的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型即為網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的天然氣流量平衡方程；所述的氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括不含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；

在接入P2G裝置的天然氣網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)兩種不同的天然氣輸送管道，分別建立其對(duì)應(yīng)的氣網(wǎng)管道流量計(jì)算公式；所述的天然氣輸送管道包括不含加壓站的管道、含加壓站的管道；

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(diǎn)和氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過P2G裝置進(jìn)行連接，建立如公式(11)所示的含有風(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)容量優(yōu)化模型；

max NP_r

$\left\{\begin{array}{cc}s.t.& P_{Gi}+P_{farmi}-P_{Li}-P_{P2Gi}=U_i\underset{j=1}{\overset{N_e}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j\left(G_{ij}{\mathrm{cos\θ}}_{ij}+B_{ij}{\mathrm{sin\θ}}_{ij}\right)\\ & Q_{Gi}+Q_{farmi}-Q_{Li}=U_i\underset{j=1}{\overset{N_e}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j\left(G_{ij}{\mathrm{sin\θ}}_{ij}+B_{ij}{\mathrm{cos\θ}}_{ij}\right)\\ & U_{i_{\min }}\≤U_i\≤U_{i_{\max }}\\ & P_{G_{i_{\min }}}\≤P_{G_i}\≤P_{G_{i_{\max }}}\\ & Q_{G_{i_{\min }}}\≤Q_{G_i}\≤Q_{G_{i_{\max }}}\\ & \left|{\mathrm{PF}}_{ij}\right|\≤{\mathrm{PF}}_{{\mathrm{ij}}_{\max }}\\ & \left|{\mathrm{PF}}_{ji}\right|\≤{\mathrm{PF}}_{{\mathrm{ij}}_{\max }}\\ & F_{S_x}+F_{P2G_x}=F_{L_x}+\underset{y\≠x}{\overset{N_G}{\underset{y=1}{\mathrm{\Σ}}}}{F}_{xy}\\ & F_{S_{x_{\min }}}\≤F_{S_x}\≤F_{S_{x_{\max }}}\\ & p_{x_{\min }}\≤p_x\≤p_{x_{\max }}\\ & F_{{\mathrm{xy}}_{\min }}\≤F_{xy}\≤F_{{\mathrm{xy}}_{\max }}\\ & {\mathrm{\β}}_{\min }\≤\frac{p_m}{p_x}\≤{\mathrm{\β}}_{\max }\end{array}\right.---\left(11\right)$

其中，N為風(fēng)機(jī)并網(wǎng)臺(tái)數(shù)，N_e為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)，N_G為氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)，P_r為每臺(tái)風(fēng)機(jī)額定功率；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；P_farm和Q_farm為風(fēng)電場并網(wǎng)的有功功率和無功功率，為隨機(jī)變量；P_P2G為P2G裝置消耗的有功功率；P_L和Q_L分別為有功負(fù)荷和無功負(fù)荷；U為節(jié)點(diǎn)電壓幅值，θ為節(jié)點(diǎn)電壓相角；F_S為天然氣井向節(jié)點(diǎn)注入的天然氣流量；F_L為節(jié)點(diǎn)氣負(fù)荷對(duì)應(yīng)的天然氣流量；F為氣網(wǎng)管道中的天然氣流量；F_P2G為P2G裝置注入的天然氣流量；p為管道兩端點(diǎn)節(jié)點(diǎn)處的氣壓；上述各變量對(duì)應(yīng)下標(biāo)i、j、x、y分別表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i、j和氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)x、y；和分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i有功源輸出功率上下限，和分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i無功源輸出功率上下限；和分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i電壓上下限；PF_ij和PF_ji為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路的有功潮流，為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路的有功潮流上限；和分別為氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)x氣井供出流量上下限；和分別為氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)x氣壓上下限；和分別為氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)x與節(jié)點(diǎn)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；

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

第四步，針對(duì)風(fēng)電場出力的不確定性，引入試驗(yàn)風(fēng)速，以試驗(yàn)風(fēng)速對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)有功功率作為單臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出的有功功率，將第三步中含有風(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)容量優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為如公式(23)所示的確定性模型；

max NP_r

$\left\{\begin{array}{cc}s.t.& P_{Gi}+P_{farmi}^{*}-P_{Li}-P_{P2Gi}=U_i\underset{j=1}{\overset{N_e}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j\left(G_{ij}{\mathrm{cos\θ}}_{ij}+B_{ij}{\mathrm{sin\θ}}_{ij}\right)\\ & Q_{Gi}+Q_{farmi}^{*}-Q_{Li}=U_i\underset{j=1}{\overset{N_e}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j\left(G_{ij}{\mathrm{sin\θ}}_{ij}+B_{ij}{\mathrm{cos\θ}}_{ij}\right)\\ & U_{i_{\min }}\≤U_i\≤U_{i_{\max }}\\ & P_{G_{i_{\min }}}\≤P_{G_i}\≤P_{G_{i_{\max }}}\\ & Q_{G_{i_{\min }}}\≤Q_{G_i}\≤Q_{G_{i_{\max }}}\\ & \left|{\mathrm{PF}}_{ij}\right|\≤{\mathrm{PF}}_{{\mathrm{ij}}_{\max }}\\ & \left|{\mathrm{PF}}_{ji}\right|\≤{\mathrm{PF}}_{{\mathrm{ij}}_{\max }}\\ & F_{S_x}+F_{P2G_x}=F_{L_x}+\underset{y\≠x}{\overset{N_G}{\underset{y=1}{\mathrm{\Σ}}}}{F}_{xy}\\ & F_{S_{x_{\min }}}\≤F_{S_x}\≤F_{S_{x_{\max }}}\\ & p_{x_{\min }}\≤p_x\≤p_{x_{\max }}\\ & F_{{\mathrm{xy}}_{\min }}\≤F_{xy}\≤F_{{\mathrm{xy}}_{\max }}\\ & {\mathrm{\β}}_{\min }\≤\frac{p_m}{p_x}\≤{\mathrm{\β}}_{\max }\end{array}\right.---\left(23\right)$

其中，為試驗(yàn)風(fēng)速下，風(fēng)電場并網(wǎng)的有功功率和無功功率；為風(fēng)機(jī)的功率因數(shù)；

第五步，根據(jù)公式(23)，采用原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法優(yōu)化求解電網(wǎng)氣網(wǎng)混聯(lián)系統(tǒng)最大并網(wǎng)容量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第一步中無風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型具體為：

$\begin{array}{c}{P}_s=P_{Gs}-P_{Ls}-P_{P2Gs}=U_s\underset{j=1}{\overset{N_e}{\Σ}}{U}_j(G_{sj}{\mathrm{cos\θ}}_{sj}+B_{sj}{\mathrm{sin\θ}}_{sj})\\ Q_s=Q_{Gs}-Q_{Ls}=U_s\underset{j=1}{\overset{N_e}{\Σ}}{U}_j(G_{sj}{\mathrm{sin\θ}}_{sj}+B_{sj}{\mathrm{cos\θ}}_{sj})\end{array}---\left(3\right)$

其中，下標(biāo)s表示節(jié)點(diǎn)s，所述的節(jié)點(diǎn)s為電網(wǎng)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，表示P2G裝置與電網(wǎng)的連接節(jié)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第一步中含風(fēng)電場并網(wǎng)且含P2G裝置的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型具體為：

$\begin{array}{c}{P}_t=P_{Gt}+P_{farmt}-P_{Lt}-P_{P2Gt}=U_t\underset{j=1}{\overset{N_e}{\Σ}}{U}_j(G_{tj}{\mathrm{cos\θ}}_{tj}+B_{tj}{\mathrm{sin\θ}}_{tj})\\ Q_t=Q_{Gt}+Q_{farmt}-Q_{Lt}=U_t\underset{j=1}{\overset{N_e}{\Σ}}{U}_j(G_{tj}{\mathrm{sin\θ}}_{tj}+B_{tj}{\mathrm{cos\θ}}_{tj})\end{array}---\left(4\right)$

其中，下標(biāo)t表示節(jié)點(diǎn)t；所述的節(jié)點(diǎn)t為電網(wǎng)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，表示風(fēng)電場和P2G裝置與電網(wǎng)連接的節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第二步中含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型具體為：

$F_{S_z}+F_{P2G_z}=F_{L_z}+\underset{y\≠z}{\overset{N_G}{\underset{y=1}{\mathrm{\Σ}}}}{F}_{zy}---\left(6\right)$

其中，下標(biāo)z表示節(jié)點(diǎn)z，所述的節(jié)點(diǎn)z為氣網(wǎng)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，表示P2G裝置與氣網(wǎng)的連接節(jié)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第二步中含P2G裝置的氣網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的氣網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型具體為：

$F_{S_z}+F_{P2G_z}=F_{L_z}+\underset{y\≠z}{\overset{N_G}{\underset{y=1}{\mathrm{\Σ}}}}{F}_{zy}---\left(6\right)$

其中，下標(biāo)z表示節(jié)點(diǎn)z，所述的節(jié)點(diǎn)z為氣網(wǎng)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，表示P2G裝置與氣網(wǎng)的連接節(jié)點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第四步中引入滿足給定置信水平的風(fēng)速最小值作為試驗(yàn)風(fēng)速，所述的試驗(yàn)風(fēng)速求解方法具體為：

$v^{*}=c{\[-ln(2-\mathrm{\α}-F_v(v_o\left)\right)\]}^{1/k_v}---\left(21\right)$

其中，v^*即為試驗(yàn)風(fēng)速，α為置信度，v_o是切出風(fēng)速，F(xiàn)_v為風(fēng)電場風(fēng)速的概率分布函數(shù)，服從韋伯分布，k_v為韋伯分布的形狀系數(shù)，c為韋伯分布的比例系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第四步中引入滿足給定置信水平的風(fēng)速最小值作為試驗(yàn)風(fēng)速，所述的試驗(yàn)風(fēng)速求解方法具體為：

$v^{*}=c{\[-ln(2-\mathrm{\α}-F_v(v_o\left)\right)\]}^{1/k_v}---\left(21\right)$

其中，v^*即為試驗(yàn)風(fēng)速，α為置信度，v_o是切出風(fēng)速，F(xiàn)_v為風(fēng)電場風(fēng)速的概率分布函數(shù)，服從韋伯分布，k_v為韋伯分布的形狀系數(shù)，c為韋伯分布的比例系數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于P2G技術(shù)的提高風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的方法，其特征在于，所述的第四步中引入滿足給定置信水平的風(fēng)速最小值作為試驗(yàn)風(fēng)速，所述的試驗(yàn)風(fēng)速求解方法具體為：

$v^{*}=c{\[-ln(2-\mathrm{\α}-F_v(v_o\left)\right)\]}^{1/k_v}---\left(21\right)$

其中，v^*即為試驗(yàn)風(fēng)速，α為置信度，v_o是切出風(fēng)速，F(xiàn)_v為風(fēng)電場風(fēng)速的概率分布函數(shù)，服從韋伯分布，k_v為韋伯分布的形狀系數(shù)，c為韋伯分布的比例系數(shù)。