[发明专利]一种计及环网的电-热互联综合能源系统快速潮流计算方法有效

专利信息
申请号: 201910890922.7 申请日: 2019-09-20
公开(公告)号: CN110728032B 公开(公告)日: 2021-04-27
发明(设计)人: 孙国强;王文学;卫志农;臧海祥;陈胜 申请(专利权)人: 河海大学
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G06F119/08;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/06
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 冯艳芬
地址: 210000 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 热互联 综合 能源 系统 快速 潮流 计算方法
【权利要求书】:

1.一种计及环网的电-热互联综合能源系统快速潮流计算方法,其特征在于该方法包括:

(1)获取电力系统与热力系统模型参数,并根据所述模型参数建立电-热互联综合能源系统模型,具体为:

Am=mq

Bhf=0

hf=Km|m|

(∑mout)Tout=∑(minTin)

Cm=ΦCHP/PCHP

Cz=ΔΦ/ΔP=ΦCHP/(ηeFin-PCHP)

式中:Pi、Qi分别为节点i的注入有功和无功功率,θij=θi-θj,Ui、θi分别为节点i的电压和相角,Uj、θj分别为节点j的电压和相角,Gij、Bij分别为π型等效电路的电导、电纳,n表示与节点i相连的支路个数;A为网络节点-支路管道关联矩阵,m为热网管道流量,mq为节点流入负荷流量,B为回路关联矩阵,hf为由摩擦损失引起的管道压降,K为管道的阻力系数,L为管道长度,D为管道直径,ρ为水密度,g为重力加速度,f为摩擦系数,ε为管道粗糙度,Re为雷诺数,μ为管道水运动粘度;为热负荷,Ts为节点供水温度,To为节点回水温度,Tstart为管道首端温度,Tend为管道末端温度,Ta为外界环境温度,λ为传热系数,Cp为水比热容,min为流入节点的管道流量,mout为流出节点的管道流量,Tin为输入管道末端的温度,Tout为节点混合温度;ΦCHP是CHP机组热出力,PCHP是CHP机组电出力,ηe为CHP机组冷凝效率,Fin为燃料输入速率,Cm为一恒定值,Cz为可调整值;

(2)通过引入线性方程,将热力系统环网解耦成多热源辐射型热网模型;

具体包括:

(2.1)根据步骤(1)建立的电-热互联综合能源系统模型,计算忽略电网损耗时各机组出力,再计算存在电网损耗时各机组出力,从而得到电网损耗近似值;

(2.2)按照与CHP机组相连情况,计算管道流量值mγ

式中,mγ表示管道γ流量值,R表示管道总数,表示与管道γ相连的CHP机组热出力,∑Φload表示总电负荷,∑ΔHs为供水管道总热损耗,表示总CHP机组热出力;

(2.3)引入变量将其与节点流量平衡方程mq,γ=Amγ联立,得到环路管道流量mγ关于未知变量x的一元函数关系f(x);并执行下面判断:

A、若相邻环路管道流量之和为常数,表明该相邻环路管道流量反向,对环网不解耦;

B、若相邻环路管道流量之和仍为x的一元函数,表明该相邻环路管道流量同向,则将环网解耦成多热源辐射型热网模型;

其中,Kγ表示环路管道γ的阻力系数,mq,γ表示与环路管道γ相连的节点流入负荷流量;

(3)通过拆解,将多热源辐射型热网模型拆分为多个单热源辐射型热网模型;

(4)依次求解单热源辐射型热网模型,将得到的单热源热网管道流量叠加得到多热源辐射型热网模型中对应管道流量,作为电-热互联综合能源系统模型的状态量信息。

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