[发明专利]一种综合能源系统并网模式到应急自治模式的切换方法

说明书

本发明公开了一种综合能源系统并网模式到应急自治模式的切换方法，该方法包括：对综合能源系统中的电负荷和气负荷进行优先等级划分及其优先级；建立适应度函数，并根据适应度函数值最大化的求解结果确定解列后可中断电负荷的中断次序表；实时获取解列造成的功率缺额，按照中断次序表的顺序执行切除可中断电负荷；制定综合能源系统模式切换策略；建立综合能源系统切换模型；求解所述综合能源系统切换模型得到切换策略，实现综合能源系统并网模式到应急自治模式的切换。本发明可充分利用综合能源系统内部不同时间尺度、不同优先级的负荷特点，在满足重要安全约束的前提下实现综合能源系统由并网模式到应急自治运行模式的快速切换。

技术领域

本发明属于综合能源系统技术领域，具体而言，本发明涉及一种综合能源系统并网模式到应急自治模式的切换方法。

背景技术

能源与环境问题作为人类生存和发展的重要决定因素，已经成为世界各国的关注焦点。关于如何提高现有能源利用率，实现可再生能源的大规模开发利用，世界各国对此进行深入研究。由于传统能源电冷气热的能源供给分属于不同的行业，分属于不同的公司管理运营，用于满足用户的电冷气热需求。行业壁垒的存在造成能源供应多头管理，重复投资，制约了综合能效的提高。随着能源和环境问题的日益严峻，为了提高能源的总体效率，适应信息管理扁平化、集约化的发展趋势，多类能源互补供能的综合能源系统应运而生，成为了新兴的发展方向。

目前，关于综合能源系统与主网间的互动模式研究已经得到了国内外学者的重视，并形成了一定的研究基础。其与主网间的互动模式主要有需求响应、应急支撑、并网运行和主动孤网等模式，使得综合能源系统可以充分、灵活的支撑大电网的运行需求。在实际运行中，不同互动模式之间存在切换需求，但现有的研究多集中于综合能源系统不同运行模式下的经济优化调度模型，对于不同运行模式之间的转换问题尚缺乏深入的研究，尤其是当综合能源系统上级并网线故障、频率电压越限或者振荡失步等无法及时恢复的故障时，综合能源系统需要快速完成由并网模式到系统紧急自治模式的快速切换。若互动模式间的切换策略制定不合理，会危害系统的正常运行、出现线路电流过载等安全问题。

因此在典型的综合能源模式切换场景，即当出现综合能源系统上级并网线故障、频率电压越限或者振荡失步等无法及时恢复的故障时，综合能源系统如何完成综合能源系统内部不同时间尺度能流系统的最佳配合，保证系统的稳态运行是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是综合能源系统出现故障时，如何实现综合能源系统由并网模式到应急自治模式的快速切换过程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种综合能源系统并网模式到应急自治模式的切换方法，其特征在于，包含以下步骤：

根据综合能源系统中可中断电负荷和可中断气负荷的重要程度对可中断电负荷和可中断气负荷进行优先等级划分并确定每个优先等级的优先级系数；

根据各优先等级的可中断电负荷的优先级系数、支路执行切除可中断电负荷的操作费用以及可中断电负荷的容量建立适应度函数，并根据适应度函数值最大化的求解结果确定解列后可中断电负荷的中断次序表；

若判断系统处于解列运行状态，则实时获取解列造成的功率缺额，按照中断次序表的顺序执行切除可中断电负荷；

根据被切除的可中断电负荷与可中断气负荷的优先等级比较结果，制定综合能源系统模式切换过程中被切除可中断电负荷内的可替代性负荷的供能切换策略；

基于预先建立的综合能源系统典型设备的能流转换功率出力模型、储能模型以及可再生光伏的出力模型，建立以最大化综合能源系统内部设备出力、负荷恢复最快、优先保证优先等级高的负荷供电为目标函数的综合能源系统切换模型；求解所述综合能源系统切换模型得到切换策略；

通过同时执行切换策略和切换过程中可中断电负荷的可替代性负荷的供能切换策略，实现综合能源系统并网模式到应急自治模式的切换。