[发明专利]一种基于补偿气流法的电-气综合能源系统前推回代算法

权利要求书

1.一种基于补偿气流法的电-气综合能源系统前推回代算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：了解配电网的前推回代算法；采用影响因子矩阵法改进传统前推回代算法，进而实现算法对配网中大量的PV节点的处理；

步骤2：搭建天然气系统的管道模型；基于步骤1改进的前推回代算法，运用气电比拟的思想，将常用于电力系统的前推回代算法应用于天然气系统的潮流计算中；

步骤3：对天然气系统中环网部分解环；采用补偿气流法进行求解，实现含环天然气系统的前推回代法潮流计算；

步骤301：天然气环网解环；将天然气网络中的环网结构在其中远离平衡节点的节点处解环使得其拓扑结构变为纯辐射网状；解环后网络支路数不变，节点增加的个数为解开的环网个数，对解环后的新节点进行重新编号，即获得了解环后的纯辐射状天然气网络；辐射状结构可以很好的采用步骤2给出的天然气系统前推回代算法求解；

步骤302：补偿气流法求解天然气网络；对于解环后的辐射状天然气网络，通过公式(6)计算出各节点的气压大小；

其中，p_i和p_j为节点i和j处的气压；f_ij为节点i和j间的气流量；K为管道常数；

在步骤301中所提到的解环处原节点与新节点的气压平方差可由下式描述：

ΔΠ＝AI²+BI+C (7)

其中，ΔΠ为解环节点处的气压平方差；I为解环节点间的气流量补偿；A、B、C均为常数，大小与管道系数以及节点处负荷量有关；

对于含有多个环网的天然气系统来说，补偿气流会对各解环点气压均产生影响；假定在网络中有n个解环节点，就可以做出n²条曲线，将这些线的斜率分别作为修正矩阵X的元素，即可获得多环情况下天然气系统补偿气流法的修正矩阵；

公式(8)可以简化的写成：

ΔΠ＝XΔI (9)

其中：ΔΠ为解环处气压的平方差；ΔI为气流量补偿量向量；X表示修正矩阵，其阶数即为网络中环的个数；

步骤4：对电气综合能源系统间耦合部分进行求解计算；综合步骤1-3实现基于补偿气流法的电-气综合能源系统前推回代算法；

步骤401：系统间耦合部分建模求解；

采用微型燃气轮机实现电-气综合能源系统的耦合；燃气轮机组的工作特性由下式描述：

其中，L为天然气流量(m³/s)，q为天然气热值(KJ/m³)，η为转换效率；

步骤402：电-气综合能源系统前推回代潮流计算方法；

首先采用步骤1所述方法计算城市配电网潮流，接着将电力系统平衡节点所需电功率通过耦合元件折算消耗的天然气流量，最后确定天然气负荷节点负荷，采用步骤3的算法，对天然气网络进行解环，并通过补偿气流法加以求解，实现了基于补偿气流法的电-气综合能源系统前推回代法的求解。