[发明专利]一种计及电转气耦合的电-气互联系统机组组合线性模型及系统

权利要求书

1.一种计及电转气耦合的电-气互联系统机组组合线性模型，其特征是建立电-气互联系统机组组合模型，考虑天然气系统和电力系统的安全约束，得到约束方程组，对其中非线性的部分进行线性化，得到线性模型，所述线性化如下：

1)电力线路功率方程

电力系统线路功率传输约束采用直流模型将其转变为线性方程，并计及移相器的影响，表示如下：

pf_ij,min≤pf_ij,t≤pf_ij,max (23)

γ_ij,min≤γ_ij,t≤γ_ij,max (24)

θ_ref,t＝0 (25)

式中：pf_ij,t为t时刻线路ij传输功率，θ_i,t、θ_j,t分别为t时刻节点i、j的电压相角；γ_ij,t为t时刻线路ij移相角度；x_ij为线路ij电抗；pf_ij,max、pf_ij,min分别为线路ij传输功率上下限；γ_ij,max、γ_ij,min分别为线路ij移相角度上下限；θ_ref,t为t时刻参考节点电压相角；

2)发电机组最小启停时间约束

发电机组最小启停时间约束转化为等价的线性约束，表示如下：

a(Z)＝min{t+Z-1,T} (28)

b(Z)＝min{Z,T-t+1} (29)

式中：分别为发电机组i最小开停机时间；U_i,t表示发电机组i在t时刻的运行状态，δ(t-1)为单位冲击函数；T为时间断面数；U_i,0为发电机组的初始状态；T_i⁰为发电机组连续运行或停机的时间；

3)天然气管道流量方程

天然气系统管道流量如下，对于管道mn：

m、n为管道两端节点，f_mn,t为t时刻流过管道的天然气流量，S_mn,t反映了t时刻管道流量的方向，c_mn为与管道诸多物理因素有关的常数，π_m,t、π_n,t分别为t时刻管道两端节点的压力值；

对公式(11)两边同时平方得：

采用分段近似PLP的方法对式(32)线性化，每一个线性分段由一系列的点A＝x₁≤x₂≤…≤x_k＝B对应的函数值h(x_k)划分得到；

4)发电机组启停成本

发电机组的启停成本表示为混合整数线性的形式，表示如下：

C_Start,i(t)≥0 (37)

C_Start,i(t)≥C_Start,i(U_i,t-U_i,t-1) (38)

式中：C_Start,i(t)表示发电机组i在t时刻的启动成本；

5)将加压站消耗天然气流量表示为流过加压站天然气流量的线性关系；

6)忽略发电机组停机成本；

7)忽略电转气和燃气轮机耦合关系式的二次项，燃气轮机和电转气的耦合关系表示如下：

0≤P_P2G,p,t≤P_P2G,p,max (21)

式中：Q_P2G,p,t表示电转气p在t时刻生成的天然气流量；Q_GT,q,t表示燃气轮机q在t时刻消耗的天然气流量，k_p2、k_p1、k_p0为电转气p的能量转换系数；P_GT,q,t为t时刻燃气轮机q有功出力；k_q2、k_q1、k_q0为燃气轮机q能量转换系数；P_P2G,p,max为电转气转换功率上限；

根据上述线性化，建立得到电-气混联系统机组组合线性模型。