[发明专利]一种基于全纯函数的气电联合网络动态仿真计算方法

说明书

本发明公开了一种基于全纯函数的气电联合网络动态仿真计算方法，包括：输入气电联合网络的参数和运行数据、动态仿真的时段与步长；用时间变量的全纯函数代表气电联合网络动态方程中的未知变量，并计算气电联合网络动态方程中各全纯函数的未知系数；将当前时刻的时间变量代入全纯函数获取未知变量的取值，若当前时刻全纯函数满足计算精度要求，则继续用原全纯函数计算下一时刻的气电联合网络运行状态，直至整个仿真时段结束，反之则在下一时刻起重新计算全纯函数。本发明能够实现气电联合网络在运行中任意时刻的运行状态的准确计算，计算量少，在气电联合网络的运行分析与控制中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及气电联合网络动态仿真的技术领域，尤其是指一种基于全纯函数的气电联合网络动态仿真计算方法。

背景技术

近年来，传统的发电机组逐渐由可再生能源、清洁能源驱动的发电机组代替，为了保证系统运行的可靠性，系统接入越来越多的天然气发电机组以实现对于突变的负荷、发电量的快速响应。在实际运行中，供能系统需要同时考虑电力、天然气的供应以及两者之间的关联影响，通常电力系统、天然气系统被视作为一个整体(即气电联合网络)进行建模、计算、分析等。天然气系统中，当管道一侧的压强或流量改变时，管道内部以及另一侧的压强、流量也会发生波动；在变化结束后，系统需要一定时间达到新的稳态。为了更加准确地描述气电联合网络在系统运行条件发生变化后的波动过程，常采用动态仿真计算计算气电联合网络的运行状态，通过计算气电联合网络的状态变量的值刻画出系统的波动，更加准确地描述系统从受到扰动到进入新稳态的动态过程。

气电联合网络的动态仿真计算中，通常采用偏微分方程组对气电联合网络进行建模，使用有限差分法、有限元法等数值解法实现求解。这些数值解法存在以下问题：求解过程中计算量大小取决于时间、空间的差分大小，通常计算耗时较长；动态仿真计算的结果为一段仿真时段内多个特定的时刻的数据，各时刻之间的间隔在仿真计算前已确定，若需要计算其他时刻的数据则需要使用插值法或重新计算，导致整体计算效率较低。需要引入新的方法实现准确、快速的动态仿真。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于全纯函数的气电联合网络动态仿真计算方法，使用时间变量的全纯函数代替气电联合网络的状态变量并进行气电联合网络动态方程的求解，从而获取气电联合网络运行过程中各时刻的运行状态。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于全纯函数的气电联合网络动态仿真计算方法，包括以下步骤：

S1、输入气电联合网络的参数和运行数据、动态仿真的时段与步长；其中，设置动态仿真的时段为[0，t^end]，步长用变量Δt代表，设置当前时刻t^*＝0

S2、基于气电联合网络的参数和运行数据、动态仿真的时段与步长，用时间变量的全纯函数代表气电联合网络动态方程中的未知变量，构建含有全纯函数的气电联合网络动态方程，并计算在当前时刻各全纯函数的未知系数；

S3、将当前时刻的时间变量代入气电联合网络动态方程中的全纯函数，获取未知变量在当前时刻的取值，将未知变量的取值代入气电联合网络动态方程，判断全纯函数是否满足计算的精度要求；

S4、若当前时刻全纯函数满足计算精度要求，则继续用原全纯函数计算下一时刻的气电联合网络运行状态，直至整个仿真时段结束，若当前时刻全纯函数不满足计算精度要求，则在下一时刻起重新计算全纯函数，即重复步骤S2至步骤S4。

进一步，在步骤S1中，所述气电联合网络的参数包括：电力系统的拓扑结构、线路导纳参数；天然气系统网络拓扑结构、管道压降系数；耦合元件的各项参数，即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；