[发明专利]一种基于全纯嵌入法的气电联合网络稳态潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种基于全纯嵌入法的气电联合网络稳态潮流计算方法，过程如下：输入电力系统、天然气系统的参数和运行数据；用全纯函数代表气电联合网络潮流方程中的未知变量；构建含有全纯函数及复数变量的气电联合网络潮流方程；计算全纯函数中未知的各多项式系数；对代表未知变量的全纯函数进行解析延拓，获取未知变量的数值解；将各未知变量数值解带入潮流方程，检查是否满足电力系统潮流约束，若满足约束则输出气电联合网络潮流解，若不满足约束将增加原全纯函数的级数，重复以上过程直至满足约束。本发明保证气电联合网络中的电力系统计算具有更好的收敛性，所获取解一定为高压解，避免常见方法的多解问题。

技术领域

本发明涉及气电联合网络稳态运行与分析技术领域，具体涉及一种基于全纯嵌入法的气电联合网络稳态潮流计算方法。

背景技术

由于可再生能源份额增加导致的对于电力系统的更高灵活度的要求，以及减少发电环节污染排放的要求，越来越多的天然气发电机组接入了电力系统。这加深了电力系统与天然气系统的耦合关系，也使得电力系统和天然气系统常作为一个联合网络(即“气电联合网络”)进行控制、优化、分析。对气电联合网络进行统一的潮流计算及分析，可以有效地获取该系统的运行状态，为系统运行人员提供了基本数据。因此，如何快速、准确地计算气电联合网络的潮流是一个具有重要意义的研究课题。

对于气电联合网络的统一潮流计算，已有方法为牛顿拉夫逊法。然而，牛顿拉夫逊法的收敛能力比较有限：该方法对于计算的初始值比较敏感，初始值的选取不佳会直接增加计算过程的循环次数和计算耗时，不同的初始值会产生不同的潮流解；潮流计算过程中出现不收敛的情况时，无法判断不收敛的原因是系统无解还是牛顿拉夫逊法本身能力有限，令运行人员无法判断系统实际情况。以上问题导致现有的气电联合网络的潮流计算方法存在一定的失败风险，难以保证迅速、准确的潮流计算效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有气电联合网络潮流计算技术的缺陷，提供一种基于全纯嵌入法的气电联合网络的潮流计算方法，通过重构气电联合网络的潮流方程、采用全纯函数代替变量、求解全纯函数的未知系数以及对全纯函数进行解析延拓，实现准确、快速的气电联合网络潮流计算。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于全纯嵌入法的气电联合网络稳态潮流计算方法，所述潮流计算方法包括以下步骤：

S1、输入电力系统、天然气系统的参数和运行数据；

S2、用全纯函数代表气电联合网络潮流方程中的未知变量；

S3、构建含有全纯函数及复数变量的气电联合网络潮流方程；

S4、计算全纯函数中的未知系数；

S5、对代表未知变量的全纯函数进行解析延拓，获取未知变量的数值解；

S6、将各未知变量的数值解带入气电联合网络潮流方程，检查是否满足气电联合网络的运行约束，若满足约束则输出气电联合网络潮流解，若不满足约束将增加原全纯函数的阶数，重复步骤S2到S6直至满足气电联合网络潮流约束。

进一步地，所述电力系统的参数包括电力系统网络拓扑结构、线路导纳参数，所述电力系统的运行数据包括各节点的电力负荷、除松弛节点以外的各发电机组出力与电压幅值、松弛节点的电压幅值与相角。

进一步地，所述天然气系统的参数包括天然气系统网络拓扑结构、管道压降系数、电驱动压缩机耗电量和天然气驱动压缩机耗气量计算公式中各项参数、燃气轮机气电转换效率，所述天然气系统的运行数据包括各节点处的天然气负荷、除松弛节点以外各气源的供气量、松弛节点的压强、压缩机进出口压强比。