[发明专利]一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法

说明书

本发明公开了一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法。首先根据城镇生长特性总结了空间负荷的增长特性，进而借鉴复杂网络理论中的随机几何图模型模拟城镇负荷的增长过程，然后以最小化投资建设成本为目标，规划得到区域能源互联网的能源站和综合管线分布，最后结合负荷增长和区域能源互联网规划模型设计了区域能源互联网的演化模拟流程。演化所得区域能源互联网符合城镇和负荷的生长特性，并且与实际电网具有相似的形态特征。本发明在区域能源互联网演化模拟中充分考虑了能源网演化与实际城镇生长特性之间的关系，提升了演化网络与实际能源网络的相似度，演化所得网络可为区域能源互联网的形态特征分析和规划运行分析提供依据。

技术领域

本发明涉及区域能源互联网演化规律分析领域，尤其涉及一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法。

背景技术

当前中国正处于稳步、长期的城镇化进程，推进区域能源互联网的发展能够优化城镇用户的用能方式，是改善当前能源利用现状的重要手段之一。为了更有效地应对城镇化进程中高能耗、高污染等问题，区域能源互联网的规划、建设和运行需要与城镇的建设发展紧密结合。因此，根据城镇生长特性模拟区域能源互联网的演化过程，分析其演化规律和形态特征，对于指导区域能源互联网的规划、运行具有重要意义。

目前关于能源网的演化模拟和演化规律、网络特征分析已经有了初步的研究。王光增等人(王光增，曹一家，包哲静，等.一种新型电力网络局域世界演化模型[J].物理学报，2009，58(6)：3597-3602.)根据局域世界演化模型模拟电网的演化过程，比较了演化所得网络与实际电网的度分布、聚类系数和特征路径长度等拓扑特征参数，其中度分布与实际电网具有类似的幂尾特性。梅生伟等人(梅生伟，龚媛，刘锋.三代电网演化模型及特性分析[J].中国电机工程学报，2014，34(7)：1003-1012.)分析了小型电网、大型互联电网和智能电网三代电网的发展历程，归纳了负荷需求、电能供给和控制能力这三类驱动电网演化的因素，并指出当前世界各国电网总体处于互联电网向智能电网演进的阶段。鲁宗相等人(鲁宗相，黄瀚，单葆国，等.高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测展望[J].电力系统自动化，2017，41(9)：12-18.)分析了高比例风电、光伏接入对电力系统灵活性的要求及电网未来低碳化和电力电子化的发展趋势。谢宇翔等人(谢宇翔，张雪敏，罗金山，等.新能源大规模接入下的未来电力系统演化模型[J].中国电机工程学报，2018，38(2)：421-430.)利用新能源和负荷量的预测数据，考虑电量、电力、环保和调峰等约束，以电网建设成本最小为目标进行网络规划，对未来多个年份的电网演化进行模拟。张毓灵等人(张毓灵，武志刚.电网规模的异速生长规律初探[J].电力系统自动化，2020，44(17)：19-25.)基于复杂网络的异速生长规律研究电网规模发展变化规律，根据理想化的电网零阶模型得出电网规模和用电量之间存在亚线性的增长关系。

现有的能源网演化模型大多基于复杂网络理论中的某一理想网络模型，没有充分考虑电网演化与实际城镇生长特性之间的关系。此外，当前空间负荷预测的相关研究主要集中于预测方法的改进，缺乏对城镇空间负荷分布规律的总结，难以为能源网演化规律的分析提供指导。

发明内容

在现有研究的基础上，本发明设计了一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法。根据城镇生长特性总结了负荷的空间增长规律，并基于复杂网络理论中的随机几何图模型模拟城镇负荷的增长过程，以最小化投资建设成本为目标，规划得到区域能源互联网的能源站和综合管线分布，进而给出区域能源互联网的演化流程。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：根据城镇生长特性总结空间负荷的增长特性；