[发明专利]电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力的控制方法

说明书

本发明公开了一种电‑气互联综合能源系统最大负荷供应能力的控制方法，包括如下步骤：对于含有电力系统和天然气系统的电‑气互联综合能源系统，对运行约束条件下的最大负荷供应能力做出定义；建立考虑N‑1安全约束的电‑气互联综合能源系统最大负荷供应能力模型；确立电‑气互联综合能源系统的安全运行约束条件；将电‑气互联综合能源系统最大负荷供应能力模型中的非线性部分线性化；使用YALMIP工具箱将电力系统参数、天然气系统参数依次输入，编写电力系统约束、天然气系统约束和目标函数程序，调用CPLEX工具箱求解。本发明结果更加准确，可用于实际工程中大规模大系统的优化问题。本发明在电力系统或天然气系统故障时均适用。

技术领域

本发明涉及互联综合能源系统规划和运行技术领域，具体涉及一种电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力的控制方法。

背景技术

近年来，能源与环境问题日益突出，综合能源系统成为未来能源系统发展的主要趋势和重要载体。综合能源系统不仅仅包括新能源、化石能源的优化，还包括电力流、热力流、能源流和数据流等的优化和设计，使得电力、热力和天然气等能源达到最高的使用率。

与传统的煤炭、石油等一次能源相比，天然气具有清洁、易存储、安全可靠等优点。而天然气发电较之化石能源发电也有环境污染小、节能减碳效果明显、启停相应迅速、消耗低收益高等优势。如图1所示，燃气轮机和电转气技术实现了电-气互联综合能源系统能量流的双向流动。电转气技术的发展，将可再生能源的富余出力转化成甲烷，再注入到天然气网络进行运输或存储，使得电能的大规模存储成为可能。

综上所述，有必要针对电-气互联综合能源系统，发明一种新的最大负荷供应能力的控制方法，在规划时帮助制定系统的升级、改造和扩建，在运行时评估当前系统运行状态的裕度，进行更好的方式安排。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力的控制方法。

为了解决上述存在的技术问题，本发明所述方法的是通过以下技术方案实现的：

一种电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：对于含有电力系统和天然气系统的电-气互联综合能源系统，对运行约束条件下的最大负荷供应能力做出定义，最大负荷供应能力定义为电-气互联综合能源系统在满足电力系统和天然气系统运行约束条件下所能供应的最大负荷，其中运行约束条件包括实际运行约束和N-1静态安全约束；

步骤S2：建立考虑N-1安全约束的电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力模型；

步骤S3：确立电-气互联能源系统的安全运行约束条件，包括电力系统安全运行约束和天然气系统安全运行约束以及耦合元件约束；

步骤S4：将电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力模型中的非线性部分线性化；

步骤S5：使用MATLAB的YALMIP工具箱，将电力系统参数、天然气系统参数依次输入；然后编写整理后的线性形式的电力系统约束条件及天然气系统约束条件程序；最后加入目标函数，调用CPLEX工具箱进行求解，求解时需将天然气系统流量单位m³/h转换到电力系统功率单位MW：

式中，S_gas为管道流速，以MW衡量；G_gas为管道流速，以m³/h衡量；LHV为固定低热值。

上述技术方案中，步骤S2中的电-气互联综合能源系统最大负荷供应能力模型为：

TLC＝minTLC_k (1)