[发明专利]一种面向电-热综合能源系统的量子化事件驱动仿真方法

说明书

本发明的一种面向电‑热综合能源系统的量子化事件驱动仿真方法，首先针对待仿真的电‑热综合能源系统，输入仿真参数，进行仿真初始化；建立待仿真的电‑热综合能源系统量子化耦合模型，包括热力子系统模型、电力子系统模型、电‑热耦合接口方程；令当前仿真时刻等于所有变量中下次仿真时刻的最小值，根据方程和积分方法将对应的变量积分至当前仿真时刻或更新当前仿真时刻的值；最后判断仿真时间是否达到仿真终止时间。本发明适用于考虑电‑热耦合特性和负荷离散特性的综合能源系统的动态仿真，能够仿真多能流耦合特性和离散‑连续混杂特性，为电‑热综合能源系统模型提供了一种高效的仿真方法。

技术领域

本发明涉及一种量子化事件驱动仿真方法。特别是涉及一种面向电-热综合能源系统的量子化事件驱动仿真方法。

背景技术

综合能源系统集制冷、供热和发电于一体，通过能量的综合利用提高一次能源利用率，并在减少排放方面也表现出较大的优势。随着微型燃气轮机、电制冷/热技术的快速发展，电能与其他能源形式的耦合不断加深，集冷、热、电、气等多能源形式于一体的综合能源系统已成为未来智能电网的重要发展方向。综合能源系统涉及多种能源深度融合和紧密互动，科学高效的仿真分析方法是开展综合能源系统规划设计与运行控制的必要前提，具有重要理论意义和实践价值。与传统电力系统仿真相比，综合能源系统中冷、热、燃气等能源形式的惯性强、时间尺度大，负荷侧的用户行为带来了大量离散变量，并和连续状态变量频繁交互，极大地增加了综合能源系统建模仿真问题的复杂性。

量子化状态系统(quantized state system，QSS)是用于求解连续-离散混杂系统的积分算法，QSS算法通过状态变量的量化来代替经典数值积分的时间离散化，系统的状态变量以“量子”为单位变化，依次计算每次状态变量变化所需要的时间，从而推进积分。事件驱动框架能够融合QSS方法和时域积分算法，在综合能源系统仿真中具有良好的应用前景。考虑电-热综合能源系统中的电-热耦合特征，准确、高效地刻画源-网-荷的耦合影响，是当前面临的重要问题之一。因此，本发明面向电力-热力综合能源系统，考虑其热力、电力耦合特征和负荷离散特性，设计了一种面向电-热综合能源系统的量子化事件驱动仿真方法，为综合能源系统多能流高效率仿真计算提供了必要工具。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够仿真多能流耦合特性和离散-连续混杂特性的面向电-热综合能源系统的量子化事件驱动仿真方法。

本发明所采用的技术方案是：一种面向电-热综合能源系统的量子化事件驱动仿真方法，包括如下步骤：

1)针对待仿真的电-热综合能源系统，输入系统的拓扑连接关系、元件参数、控制参数、仿真计算参数，进行仿真初始化；其中控制参数包括热源出口温度控制区间、用户室内温度控制区间，仿真计算参数包括仿真终止时间、量子化积分阈值、积分误差容限、电压变化阈值、各仿真变量及仿真变量历史量的初值、热力状态变量的一阶、二阶、三阶导数初值、量子化热力状态变量的初值和一阶、二阶导数初值；将所有变量的上次更新时刻和下次更新时刻置为0，置当前仿真时刻t＝0；

2)建立待仿真的电-热综合能源系统量子化耦合模型，包括热力环节微分方程组、热力控制环节离散代数方程组、电力环节微分代数方程组、耦合接口代数方程组；

3)生成仿真事件时刻表T_list＝[t^h,s,t^h,d,t^e,t^he,t^eh]，其中t^h,s为热力状态变量的下次更新时刻，t^h,d为热力离散代数变量的下次更新时刻，t^e为电力状态变量x^e和电力代数变量y^e的下次更新时刻，t^he为热-电耦合接口变量的下次更新时刻，t^eh为电-热耦合接口变量的下次更新时刻；取下一步最先发生的仿真事件时刻t＝min{T_list}；