[发明专利]一种电-热耦合多能流系统的故障预防和控制方法

说明书

本发明涉及一种电‑热耦合多能流系统的故障预防和控制方法，属于综合能源系统的安全控制技术领域。本发明方法实现对电‑热耦合多能流系统安全控制分析，以保障多能流系统的安全稳定运行。本方法弥补了预防控制方法在电‑热耦合系统方面空白，形成了一种考虑电网和热网间耦合关系的电‑热耦合多能流安全控制。与单独电网的预防控制相比，本方法在考虑了热网的时滞性后，有利于增大电网的调节裕度，具有明显的优越性。在电‑热耦合多能流网络应用本方法后，可以为多能流系统的安全控制守好第一道防线。

技术领域

本发明涉及一种电-热耦合多能流系统的故障预防和控制方法，属于综合能源系统的安全控制技术领域。

背景技术

风电、光伏等可再生清洁能源的使用成了一种必然趋势,而这些可再生能源不确定性高，发电量不易控制，接入电网容易引起电网波动。因此，仅以电网作为能量传输的载体已渐渐不能满足需求。在这种情况下，以电、热、冷、气多种形式传输能量的能源互联网就有其优越性，目前能源互联网的示范也越来越多。在上述多能网络中，热电联供网络目前发展最为迅速，自20世纪开始，在全球范围内就开始逐步建立热网，目前，热网在丹麦、瑞典、德国、芬兰等欧洲国家都有了一定程度的普及。目前，对于电-热耦合多能流网络的建模和潮流计算已经有了一系列的研究成果。然而，目前对于电—热耦合多能流网络的安全控制问题的研究还比较缺乏，其中预防控制这一块内容还非常空白。为了实现像电网一样的自动化运行与控制，这一块的研究必不可少。

预防控制是在日前给出系统的运行状态，使得系统在正常状况下以及遇到故障时，能够保持稳定的一种安全控制手段，是系统安全控制的第一道防线。在电力系统中，很早就已经引入了预防控制的理论，目前有关电力系统预防控制的研究已趋于成熟，但是对电-热耦合多能流网络的预防控制，还处于各个起步阶段。

发明内容

本发明的目的是提出一种电-热耦合多能流系统的故障预防和控制方法，实现对电-热耦合多能流系统安全控制分析，以保障多能流系统的安全稳定运行。

本发明方法提出的电-热耦合多能流系统的故障预防和控制方法，包括以下步骤：

(1)建立一个基于抽汽式供热机组的热电联产机组电-热耦合多能流系统的故障预防和控制的目标函数如下：

其中：a_x,b_x,c_x分别是热电机组运行成本系数，C_v为热电机组运行参数，P_Gx为第x台热电机组的发电功率，P_Hx为第x台热电机组的供热功率，其中，a_x的取值范围为0.0025-0.0064元·(MW·h)^-1，b_x的取值范围为9.45-16.84元·(MW·h)^-1，c_x的取值范围为30-48元·(MW·h)^-1，C_v的取值范围为0.08-0.25；

(2)建立电-热耦合多能流系统正常运行状态下的电网运行约束条件如下：

其中，P_Gi,θ_i,θ_j分别为电-热耦合多能流系统中第i个节点的有功功率和相角以及第j个节点的相角，B_ij为电网节点导纳矩阵Y的第i行、第j列元素的虚部，节点导纳矩阵Y中的第i行和第j列元素的虚部与电-热耦合多能流系统中的节点一一对应，电网节点导纳矩阵Y从电网调度中心获取，S_ij为电网第i个节点和第j个节点之间的支路i、j的功率流量；

(3)建立电-热耦合多能流系统故障运行状态下的电网运行约束条件如下：