[发明专利]一种电热气互联多能源系统矩阵化运算模型建模方法

说明书

本发明公开了一种电热气互联多能源系统矩阵化运算模型建模方法，获取电热气互联多能源系统数据信息；建立电力系统的矩阵化运算模型，包括直流潮流矩阵化运算模型和交流潮流矩阵化运算模型；建立热力系统的矩阵化运算模型，包括水力模型矩阵化运算模型、节点压强与压降矩阵化运算模型、流量与温度矩阵化运算模型；建立天然气系统的矩阵化运算模型，包括流量平衡矩阵化运算模型、压强分布矩阵化运算模型；获取所有电力系统、热力系统、和天然气系统的矩阵化运算模型输出的数据信息。本发明构建的模型通用性强、适用范围广，为电热气互联多能源系统快速拓扑结构分析、快捷数据整理和归纳提供理论指导与借鉴，节约工程服务现场时间和人力物力。

技术领域

本发明涉及一种电热气互联多能源系统矩阵化运算模型建模方法，属于电热互联多能源系统技术领域。

背景技术

近年来能源系统的发展呈现多样化、智能化、信息化趋势，多种或多台能源转换耦合设备的组合协调运行为电热气互联多能源系统的运行管控、调节等提供了丰富的可能性。能源利用向着多能协调、多能互补利用、能源协调深度梯级利用、多源耦合集成的方向发展。为进一步提升综合能效等级，培育能源供销新模式业态，降低运维运营经济成本实现多方共赢，加强多种能源的源、网、荷、储深度协调互动与融合，构建互联多能源系统是未来新型能源系统实现多方面互联互通、能量流互补互济、多类型能源开放互联的重要技术手段之一，开展电热气互联多能源系统通用性强和适用范围广建模是构建互联多能源系统的基础前提。

在能量的生产、传输、转换、配给、存储、利用和市场交易等多个方面，都需要综合考虑运用耦合互联、统一集成、协同调度、优化管理的策略和方法来分析、研究整个互联多能源系统，加强多能源间的耦合互联与集成、促进多种能源协调互补、协同优化成为未来新型能源系统发展的必然趋势。需要注意的是，具有多能协调互补特性的多异构能源互联系统成为解决单一能源系统运行经济成本高、污染排放大、综合能效水平低等问题的有效方案。特别地，电、热、气互联能源系统将多种能源协调互补，有助于实现经济和低碳目标，有助于实现多种能源双向互补互动与协同优化，是提高系统运行调度与资源协调配置灵活性的有效手段之一。

然而，电热气互联多能源系统中能源转换设备类型复杂多样、异质能源子系统耦合互联方式复杂等使得通用建模较为复杂。因此，在能源子系统层次上提出通用性强和适用范围广电热气互联多能源系统通用矩阵化建模方法是十分必要和迫切的。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电热气互联多能源系统矩阵化运算模型建模方法，以期实现系统层次上快速拓扑结构分析、快捷数据整理和归纳、建立通用性强和适用范围广的矩阵化运算模型、进而达到节约工程服务现场时间和人力物力并为电热气互联多能源系统建模与运行提供理论指导与借鉴的目的。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电热气互联多能源系统矩阵化运算模型建模方法，包括以下步骤：

(1)获取电热气互联多能源系统数据信息，包括电热气互联多能源系统的耦合互联架构、能源转换耦合设备、电源、热源及天然气源的输出功率上下限、电力系统拓扑结构、热力系统拓扑结构、天然气系统拓扑结构、电力系统线路参数、热力系统管道支路参数、天然气系统管道支路参数数据信息。

(2)建立电力系统的矩阵化运算模型，包括直流潮流矩阵化运算模型和交流潮流矩阵化运算模型。

(3)建立热力系统的矩阵化运算模型，包括水力模型矩阵化运算模型、节点压强与压降矩阵化运算模型、流量与温度矩阵化运算模型。

(4)建立天然气系统的矩阵化运算模型，包括流量平衡矩阵化运算模型、压强分布矩阵化运算模型。