[发明专利]一种提升电力系统恢复力的电-气网扩展规划方法

权利要求书

1.一种提升电力系统恢复力的电-气网扩展规划方法，其特征在于，初始化给定电力系统和天然气系统的参数，对于发生的极端事件，获取元件在对应强度极端事件下的故障率和故障概率；再利用非时序蒙特卡洛抽样法生成极端事件发生后电力系统和天然气系统中元件的故障场景，并按照发生概率进行削减；基于直流潮流建立电力系统模型，基于韦茅斯方程建立天然气系统的模型，对天然气系统中的非线性约束进行分段线性化；然后建立电力系统与天然气系统的联系；通过燃气发电机耦合电力系统与天然气系统，建立一个描述灾中抵御过程的随机规划模型，提出目标函数，将目标函数和电力系统模型约束、天然气系统模型约束、分段线性化约束、电网与天然气网的能量交换和燃气发电机的出力限制形成一个MILP问题；使用hedging progressive algorithm对进行求解，得到储气罐与燃气发电机的规划位置；

电力系统模型具体为：

电力系统的功率平衡：

各元件的容量：

发电机的出力限制：

负荷的功率限制：

开关的功率限制：

其中，Ef_b，t为电力系统中节点d在t时刻接收的功率，ij为元件两端节点编号，Ef_d，t为t时刻电负荷要求；Ef_s，t代表开关s中在时刻t流过的功率，θ_i，t为节点i在t时刻的相角，B_ij为元件ij的电纳；Ef_g，t表示发电机g在时刻t发出的功率；代表燃气发电机g2p在时刻t发出的功率；y_s代表开关s在时刻t是否闭合；BR、SW、EG分别代表线路、开关以及发电机的集合；A_SW，A_BR，A_D，A_EG，A_g2p分别代表开关、线路、需求、发电机以及燃气发电机的关联矩阵；

天然气系统模型具体为：

气网的气体平衡：

节点气压的限制：

韦茅斯方程：

输气管道的容量限制：

其中，Gf_d，t为天然气系统中节点d接收的气量，k_mn为Weymouth方程中的系数，ρ_j，t为节点j在t时刻的压缩比，Gf_p，t代表管道p中在时刻t的天然气流量；Gf_s，t代表气源s在时刻t输出的天然气流量；Gf_c，t代表压缩机中在时刻t通过的天然气；和分别代表在t时刻进入和离开储气罐st的天然气量；ρ_i，t代表节点i的气压；代表进入燃气发电机g2p的天然气量；x_st为是否安装储气罐的决策变量；PL，GN，GC，GS，GST分别代表管道、气网节点、压缩机、气源以及储气罐的集合；A_PL，A_GD，A_GC，A_ST，A_g2p，A_S分别代表管道、用户需求、压缩机、储气罐、燃气发电机以及气源的关联矩阵；

气体进入压缩机的压缩比限制：

压缩机进气量限制：

其中，τ代表压缩机的压缩率；

对于气源，气源出气量的上下限为：

储气罐中气体进出的效率以及限制：

储气罐进气量限制：

储气罐出气量限制：

其中，Gf_st，t代表储气罐st在时刻t存储的天然气；分别代表气体进入和离开储气罐st的效率；

用户需求模型如下：