[发明专利]一种电-热耦合多能流系统的故障预防和控制方法

摘要

本发明涉及一种电‑热耦合多能流系统的故障预防和控制方法，属于综合能源系统的安全控制技术领域。本发明方法实现对电‑热耦合多能流系统安全控制分析，以保障多能流系统的安全稳定运行。本方法弥补了预防控制方法在电‑热耦合系统方面空白，形成了一种考虑电网和热网间耦合关系的电‑热耦合多能流安全控制。与单独电网的预防控制相比，本方法在考虑了热网的时滞性后，有利于增大电网的调节裕度，具有明显的优越性。在电‑热耦合多能流网络应用本方法后，可以为多能流系统的安全控制守好第一道防线。

主权项

1.一种电‑热耦合多能流系统的故障预防和控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)建立一个基于抽汽式供热机组的热电联产机组电‑热耦合多能流系统的故障预防和控制的目标函数如下：其中：ax,bx,cx分别是热电机组运行成本系数，Cv为热电机组运行参数，PGx为第x台热电机组的发电功率，PHx为第x台热电机组的供热功率，其中，ax的取值范围为0.0025‑0.0064元·(MW·h)‑1，bx的取值范围为9.45‑16.84元·(MW·h)‑1，cx的取值范围为30‑48元·(MW·h)‑1，Cv的取值范围为0.08‑0.25；(2)建立电‑热耦合多能流系统正常运行状态下的电网运行约束条件如下：其中，PGi,θi,θj分别为电‑热耦合多能流系统中第i个节点的有功功率和相角以及第j个节点的相角，Bij为电网节点导纳矩阵Y的第i行、第j列元素的虚部，节点导纳矩阵Y中的第i行和第j列元素的虚部与电‑热耦合多能流系统中的节点一一对应，电网节点导纳矩阵Y从电网调度中心获取，Sij为电网第i个节点和第j个节点之间的支路i、j的功率流量；(3)建立电‑热耦合多能流系统故障运行状态下的电网运行约束条件如下：其中，k表示电‑热耦合多能流系统的故障集，PGm,θm,θn分别为电‑热耦合多能流系统中第m个节点的有功功率和相角以及第n个节点的相角，Bmn为电网节点导纳矩阵M中第m行、第n列元素的虚部，与节点一一对应，电网节点导纳矩阵M从电网调度中心获取，Smn为电网第m个节点和第j个节点之间的支路mn的功率流量；(4)建立基于抽汽式供热机组的热电联产机组运行约束条件如下：上述公式(1)中，PGx为第x台热电机组的发电功率，PHx为第x台热电机组的供热功率，PHxmax为第x台热电联产机组的供热上限，公式(2)表示给定供热功率时热电机组的发电功率上限，公式(3)和公式(4)为两段直线，分别表示给定供热功率时热电机组发电功率的下限，PHm为热电机组发电功率最小时所对应的供热功率，由公式(1)‑公式(4)组成的区域即为热电机组发电功率和供热功率的可行域，公式(5)中，PH,load为热负荷大小，其中k1,k2,k3为热电联产机组热‑电耦合关系斜率，k1,k2,k3根据设定的发电功率P1,P2,P3,P4和设定的供热功率PHm,PHmax计算得到，P1的取值范围为180‑250MW，P2的取值范围为80‑150MW，P3的取值范围为60‑130MW，P4的取值范围为140‑210MW，PHm的取值范围为80‑150MW，PHmax的取值范围为200‑260MW；(5)利用Matlab方法，求解由上述步骤(1)的目标函数与上述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)的约束条件构成的优化方程，得到电‑热耦合多能流系统的故障预防和控制的调度参数，包括第x台热电机组的发电功率PGx和第x台热电机组的供热功率PHx。