[发明专利]一种综合能源配电系统最优能量流计算方法

说明书

本发明提供一种综合能源配电系统最优能量流计算方法，针对当前综合能源传输系统和区域综合能源系统研究较为集中，而对分配级的电力、天然气和集中供热网络的综合运行进行建模和分析研究较少，以及忽略了综合能源配电系统中的三相不平衡运行问题。本发明首先根据多能网络的耦合机理，建立了综合能源配电系统数学模型，该模型适用于无需简化子网的大规模综合能源配电系统，为综合能源配电系统运营商提供了一种更加灵活的建模方法。并且考虑到电网运行不平衡的特性，建立三相不平衡系统模型作为综合能源系统中的电网模型，并提出了一种基于全纯嵌入法的非迭代求解不平衡配电网潮流的方法。

技术领域

本发明涉及综合能源配电系统技术领域，尤其涉及一种综合能源配电系统最优能量流计算方法。

背景技术

鉴于电力、天然气和集中供热网络之间的相互依赖性日益增强，有关最优能量流的研究因此得到广泛关注。近年来，相关学者对综合能源系统的优化运行进行了大量的研究。在能量传输层面，Chiang N-Y、Erdener BC等提出了电力和天然气系统的集成模型，其中作者建立单一优化模型来研究电力和天然气网络的灵活性和安全性。Chen S等通过建立互联模型来确定电-气网络的最优能量流可解性。Shabanpour-Haghighi A等基于牛顿-拉夫逊法提出了用于电力、天然气和集中供热网络的综合稳态能量流模型。El-Taweel NA等提出了用于调节电力和天然气综合分配系统电压的最优稳态模型。在潮流求解方面，在2012年，西班牙学者Antonio Trias针对传统迭代型潮流求解方法(高斯-赛德尔法，牛顿-拉夫逊法和快速潮流分解法)所难以避免的主要问题：1)依赖初始点选取；2)可能不收敛；3)可能收敛到不可运行解，提出了一种递归型潮流求解方法：全纯嵌入潮流法。全纯嵌入潮流法在嵌入形式适当时可以保证收敛到潮流方程的可运行解，且在潮流方程无解时会有明确的数值信号，E.Bompard等通过全纯嵌入法来捕捉系统电压-无功的非线性关系，并采用帕德近似进行解析延拓来将其适用性拓展到多种运行环境中。刘承锡等基于全纯嵌入法，构建了电力系统输电网络的解耦模型，采用含可调嵌入因子的全纯嵌入法推导出预期负荷增长方向的电压指标物理轨迹的解析表达式，提出一种可视化预测预期运行环境中电压薄弱节点的方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种综合能源配电系统最优能量流计算方法，用于解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种综合能源配电系统最优能量流计算方法，包括：

S1分析电网运行不平衡特性，建立不平衡电网模型；

S2分析气、热网特性，建立气、热网模型；

S3基于建立不平衡电网模型和气、热网模型，建立最优能量流规划模型；

S4教与学优化算法求解最优能量流规划模型，获得综合能源配电系统能量流优化结果。

优选地，步骤S1包括：

通过式建立电流输入矩阵；

通过式建立三相等效导纳矩阵；

通过式P_i^g,p,min≤P_i^g,p≤P_i^g,p,max (5)、和V_i^p,min≤V_i^p≤V_i^p,max (7)获得三相不平衡电网的等式与不等式约束；

通过式求解三相不平衡潮流；

将式(8)转换为式

通过式获得P1母线的嵌入形式；

通过式获得PV母线的嵌入形式；