[发明专利]一种多能源系统同质化耦合建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统运行与控制领域，特别涉及一种多能源系统同质化耦合建模方法。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭以及随之带来的环境问题日益严重，世界各国开始大力发展可再生能源。由于大部分可再生能源发电的出力特性具有随机性和间歇性，如果大规模并网，会对电网的稳定运行造成冲击。

传统的能源系统在建模与分析时，一般将风、光、水、气、火、储等多种能源形式分开处理，常忽略不同能源之间的相互作用或做近似处理。将风、光、水、气、火、储等多种能源形式相结合，克服单一的风力发电或光伏发电的不稳定性，实现能源的优势互补和效率提升，为可再生能源有效接入电网提供了一种新的解决思路。然而，随着分布式能源应用范围的不断扩大，多种能源系统的耦合和联系日益紧密。因此，多领域集成化仿真与控制是目前迫切需要解决的问题之一，而全面考虑风、光、水、气、火、储等能源同质化耦合的建模问题及分析技术是其核心问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多能源系统同质化耦合建模方法。该方法可以包含多种能量范畴，并可解决多种非线性问题；准确反映多能源系统内部的信号流向、功率流向和能量流向，便于对照实物建立系统模型；状态变量具有确定的物理意义，便于对多能源系统进行性能分析；可以进行组件化建模，修改模型迅速方便；可以按照一定规则直接由功率键合图模型求得系统状态方程，配合适当程序，甚至可以直接由功率键合图模型得到系统的响应，该方法应用功率键合图理论。因此在多能源系统中以统一的方式处理风、光、水、气、火、储等多种能源形式的建模与分析问题，具有结构简明，包含信息量大及动力学建模过程规则化等特点。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种多能源系统同质化耦合建模方法，包括以下步骤：

步骤1，分析多种异质能源的基本物理特性，结合多种异质能源的时空分布特性和波动特性差异，建立多种异质能源的数学模型；

基于功率键合图理论，通过多种异质能源的数学模型，建立多能源系统同质化耦合模型；

步骤2，分析多种异质能源参与互补协调调度的可控能力，辨识多能源系统同质化耦合模型的关键特征参数；

步骤3，将多能源系统同质化耦合模型的输出与实际运行数据进行对比，分析多能源系统同质化耦合模型的精度；

步骤4，分析多能源系统同质化耦合模型对不同典型运行场景的适用性，并验证多能源系统同质化耦合模型在不同典型运行场景中所显现的特性是否与实际运行数据基本一致，如果不一致，为精度较低，则优化调整多能源系统同质化耦合模型的关键特征参数。

在上述技术方案的基础上，步骤1中，所述多种异质能源包括风、光、水、气、火和储能。

在上述技术方案的基础上，步骤1中，所述同质化是指将多种异质能源的能量输出形式进行统一。

在上述技术方案的基础上，步骤1中，基于功率键合图理论，通过多种异质能源的数学模型，揭示多种异质能源系统能量随时间、空间变化的基本规律，建立多时间尺度下的多种异质能源同质化耦合模型。

在上述技术方案的基础上，步骤2中，所述关键特征参数包括能源的波动区间、爬坡率、转换速率、安全约束和可控裕度。

在上述技术方案的基础上，步骤3中，所述实际运行数据为实际运行中多种异质能源的输出能量。

本发明所述的一种多能源系统同质化耦合建模方法，可以包含多种能量范畴，并可解决多种非线性问题；准确反映多能源系统内部的信号流向、功率流向和能量流向，便于对照实物建立系统模型；状态变量具有确定的物理意义，便于对多能源系统进行性能分析；可以进行组件化建模，修改模型迅速方便；可以按照一定规则直接由功率键合图模型求得系统状态方程，配合适当程序，甚至可以直接由功率键合图模型得到系统的响应，该方法应用功率键合图理论。因此在多能源电力系统中以统一的方式处理风、光、水、气、火、储等多种能源形式的建模与分析问题，具有结构简明，包含信息量大及动力学建模过程规则化等特点。

附图说明

本发明有如下附图：

图1本发明所述方法的示意图；

图2本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1～2所示，本发明所述的一种多能源系统同质化耦合建模方法，包括如下步骤：