一种考虑风电弃用的电‑气互联系统综合负荷削减模型构建方法技术方案

本发明专利技术公开一种考虑风电弃用的电‑气互联系统综合负荷削减模型构建方法，可广泛应用于电‑气互联系统的综合负荷削减量计算，特别适用于风电新能源大规模接入电‑气互联系统的情况。优化模型的目标函数中加入热负荷削减量、弃风量的变量，以电负荷、气负荷、热负荷削减量和弃风量之和最小为作为优化模型的目标函数；将P2G装置模型中的消耗电功率和注入气流变量加入优化模型的式约束中；在优化模型的不式约束中考虑热负荷削减量、弃风量的上下限约束，以及P2G装置消耗电功率的容量约束。

A wind power electric load abandoned gas cutting model construction method considering interconnection system

The invention discloses a wind power electric abandoned considering load gas interconnection system cut model building method can be widely used in the electric load gas interconnection system reduction calculation, especially suitable for wind power large-scale new energy power system interconnection access gas situation. The objective function of optimization model with heat load reduction, the abandoned wind variable, the electric load, the gas load, thermal load decrement and the abandoned wind and minimum as the objective function of optimization model; the constraints of power consumption of P2G device model and air injection variable into the optimization model of; considering the thermal load decrement, upper bound in the abandoned wind type constrained optimization model, and the P2G device power consumption capacity constraints.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑风电弃用的电-气互联系统综合负荷削减模型构建方法
本专利技术属于综合能源系统领域，目的是实现电-气互联系统的综合负荷削减量计算，具体涉及考虑风电弃用的综合负荷削减优化模型。
技术介绍
近年来，随着气电装机规模的不断提升以及电转气(power-to-gas，P2G)技术的日趋成熟，电力、天然气系统间的耦合关系愈加深化。P2G装置的引入不仅实现了电、气子系统间能量的双向流动，而且为风电的大量存储与运输提供了新的解决思路。因此，含P2G的电-气互联系统成为未来能源领域发展的重要趋势之一，其具有的规模大、设备类型繁多/运行特性各异、随机性强烈特征，大大增加了系统可靠性评估的建模、计算复杂度。综合负荷削减计算是电-气互联系统可靠性评估关键环节，构建准确的综合负荷削减模型是实现系统可靠性合理、有效评估的重要基础。目前，未有研究提出考虑P2G装置的电-气互联系统综合负荷削减优化模型。现有负荷削减模型中以运行费用最小为优化目标，实现了电-气互联系统(未考虑P2G装置)的电负荷、气负荷削减量计算，但未考虑实际系统中存在的弃风问题，同时也未计及P2G装置在弃风时开启的实际运行特性，因此无法实现考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑风电弃用的电‑气互联系统综合负荷削减模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)建立综合负荷削减优化模型的目标函数电‑气互联系统的综合负荷削减优化模型以所述电负荷、气负荷、热负荷削减量和弃风量之和最小为优化目标，其模型可表示为：

【技术特征摘要】
1.一种考虑风电弃用的电-气互联系统综合负荷削减模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)建立综合负荷削减优化模型的目标函数电-气互联系统的综合负荷削减优化模型以所述电负荷、气负荷、热负荷削减量和弃风量之和最小为优化目标，其模型可表示为：式中，Ce,i是电负荷节点i的负荷削减变量；Cg,m是气负荷节点m的负荷削减变量；Ch,k是燃气热电联产机组k的热负荷削减变量；ΔPW,i是风电场i的弃风变量；Nd是电负荷节点的总数，Ng是气负荷节点的总数，Nw是风电场的总数，Nb是燃气热电联产机组的总数；λe,i为表征各电负荷重要性的权重因子，λg,m为表征各气负荷重要性的权重因子，λh,k为表征各热负荷重要性的权重因子，λw,i为表征各风电场弃风严重性的权重因子。(2)建立式约束考虑电负荷削减变量Ce,i、气负荷削减变量Cg,m、热负荷削减变量Ch,k和弃风变量ΔPW,i，以及电转气装置的消耗电功率和注入气流变量，基于电力系统中的节点有功平衡方程、无功功率平衡方程和天然气系统中的节点流量平衡方程，以及燃气热电联产机组方程，建立如下式约束：PG,i+PGAS,i+PCHP,i+PW,i+Ce,i-PP2G,i-ΔPW,i-PD,i-Pi＝0,i＝1,2,...,Ne(2)QG,i+QGAS,i+QCHP,i+QC,i-QD,i+Ce,i(QD,i/PD,i)-Qi＝0,i＝1,2,...,Ne(3)FG,m+FP2G,m+(Cg,m/GHV)-FGAS,m-FCHP,m-FD,m-Fm＝0,m＝1,2,...,Nm(4)PCHP,k＝(HCHP,k-Ch,k)/νCHP,k,k＝1,2,...,Nb(5)其中，式(2)是电力系统节点有功平衡方程，式(3)是电力系统节点无功平衡方程，式(4)是天然气系统节点流量平衡方程，式(5)是燃气热电联产机组方程。式中，PG,i、QG,i分别为电力系统节点i的非燃气常规机组的有功出力和无功出力；PGAS,i、QGAS,i分别为电力系统节点i的燃气发电机组的有功出力和无功出力；PCHP,i、QCHP,i分别为电力系统节点i的燃气热电联产机组的有功出力和无功出力；PD,i、QD,i分别为电力系统节点i的有功负荷和无功负荷；Pi、Qi分别为电力系统节点i的注入有功功率和无功功率；PW,i、ΔPW,i分别为电力系统节点i的风电场的风电功率和弃风量；QC,i、PP2G,i分别为电力系统节点i的无功电源功率和P2G装置消耗电功率；FGAS,m、FCHP,m分别为天然气系统节点m的燃气发电机组的消耗气流和燃气热电联产机组的消耗气流；FP2G,m为天然气系统节点m的P2G装置的注入气流；FG,m、FD,m分别为天然气系统节点m的气源注入气流和节点气负荷；Fm为天然气系统节点m的注入气流；GHV为天然气高热值；HCHP,k、vCHP,k分别为燃气热电联产机组k的热负荷、热电比。Ne是电力系统节点的总数，Nm是天然气系统节点的总数，Nb是燃气热点联产机组的总数。以下是式约束中各耦合元件模型以及节点注入功率、气流方程。①P2G装置模型P2G装置消耗电功率与注入气流之间的关系如下：其中，PP2G,k、FP2G,k分别为P2G装置k的消耗电功率和注入气流，ηP2G,k为P2G装置k的转化效率；GHV为天然气高热值；ΔPW,i为风电场i的弃风量。Nw、Nc分别为风电场和P2G装置的总数。②燃气机组模型燃气机组的消耗气流与输出电功率之间满足如下方程：FGAS,k＝(αg,k+βg,kPGAS,k+γg,k(PGAS,k)2)/GHV,k＝1,2,...,Na(7)FCHP,k＝PCHP,k/(ηCHP,kGHV),k＝1,2,...,Nb(8)其中，PGAS,k、FGAS,k分别为燃气发电机组k的有功出力和消耗气流；PCHP,k、FCHP,k分别为燃气热电联产机组k的有功出力和消耗气流。αg,k、βg,k、γg,k为燃气发电机组k的耗量系数；ηCHP,k为燃气热电联产机组k的转化效率。Na是燃气发电机组的总数。③节点注入功率、气流方程电力系统节点i的注入有功功率Pi和注入无功功率Qi，以及天然气系统节点m的注入气流Fm计算公式如下：式中，Vi和Vj分别是电力系统节点i和j的电压幅值；Gij和Bij分别为Ne×Ne阶节点导纳矩阵Y中第i行第j列元素的实部和虚部；θij是电力系统节点i与j的电压相角差；Amr是节点-管道关联矩阵A中第m行第r列元素；Emq是节点-压缩机关联矩阵E中第m...

【专利技术属性】
技术研发人员：余娟，郭林，马梦楠，赵霞，颜伟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50