一种电-热联合系统潮流处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电‑热联合系统潮流处理方法。针对电‑热联合系统，在计算前通过电网中的传感器或者通过工具采集获得以下电网与热网的已知基础网络数据，根据已知基础网络数据处理获得潮流迭代后的电网中各节点的潮流后电压Vi′和热网中各节点的潮流后热介质流入温度，并且不断潮流处理迭代，每次潮流迭代后，计算潮流迭代前后热网中节点热介质流入温度之差的最大值和电网各节点电压之差的最大值：并判断直至达到要求，实现完成了潮流处理。本发明专利技术的电‑热联合系统潮流处理能更快速地进行计算处理，占用内存小，潮流结果准确性好，对于电‑热联合系统的构建能优化运行，向电网调度提供准确数据，提升了直接潮流法的适用性。

A Power Flow Processing Method for Electric-thermal Combined System

The invention discloses a power flow processing method for an electric-thermal combined system. For the combined system of electricity and heat, the known basic network data of the following power grids and heat grids are collected by sensors or tools before calculation, and the post-load voltage Vi'of each node in the power grids and the post-load temperature of each node in the heat grids after power flow iteration are obtained according to the data processing of the known basic network. After power flow iteration, the maximum value of the difference between the temperature of the node heat medium inflow and the voltage of each node in the heat network before and after power flow iteration is calculated, and the power flow processing is completed by judging the difference until the requirement is reached. The power flow processing of the electric-thermal combined system of the present invention can calculate and process more quickly, occupies less memory, and has good accuracy of power flow results. It can optimize operation for the construction of the electric-thermal combined system, provide accurate data for power grid dispatching, and enhance the applicability of the direct power flow method.

【技术实现步骤摘要】
一种电-热联合系统潮流处理方法
本专利技术属于含多种能源形式的电力系统运行和控制
，具体是涉及了一种电-热联合系统潮流处理方法，
技术介绍
当前，随着热电联产技术的大规模应用，电-热联合系统作为一种有效提高能源利用效率的形式得到迅速发展。两种不同形式的能源的耦合给系统再确定运行参数及状态变量时存在许多新的挑战。现有潮流处理方法仅能处理电力系统配电网的潮流，无法处理电-热两种能源耦合的情况，因此现有缺少了一种能针对电-热联合系统潮流处理方法。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种电-热联合系统潮流处理方法，能适用于电-热联合系统潮流处理，解决了现有技术中电-热联合系统潮流处理的不准确、时间长占内存多的技术问题。本专利技术的技术方案是：本专利技术所述的电-热联合系统包括电网、热网和热电联产机组的三个部分，热电联产机组分别连接热网和电网，热电联产机组向热网和电网分别同时提供热能与电能，依据热电联产机组的功率参数和出力方式按照比例进行电能与热能的出力分配；热网分为供热网和回热网，供热网和回热网均连接在热电联产机组和用热设备之间，热电联产机组的热介质作为热能经供热网输送至用热设备，用热设备的热介质作为热能经供热网输送至热电联产机组；电网和热网中存在负荷节点，各节点之间相连的线路或管道为支路，电网中的负荷节点为电力负荷节点，热网中的负荷节点为热力负荷节点，以上级供电变压器成为源节点，上级供电变压器与热电联产机组均向电网输送提供电能；本专利技术方法包括以下几个步骤：1)在计算前通过电网中的传感器或者通过工具采集获得以下电网与热网的已知基础网络数据，包括：电-热联合系统：总节点数n、线路与管道长度Lij，其中i,j均表示节点的序数，i,j∈n；电网：线路单位阻抗Z、额定电压VN、电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i；热网：管道单位长度的传热系数λ、供热网的额定温度Ts.N、回热网的额定温度To.N、热力负荷节点的热能消耗功率φLoad.i、供热网的额定温度Ts.N、回热网的额定温度To.N；同时热力负荷节点的热介质流出温度To.Load.i即为回热网的额定温度To.N，即To.Load.i＝To.N；热电联产机组的热介质流出温度To.CHP即为供热网的额定温度Ts.N，即Ts.N＝To.CHP；热电联产机组：电能与热能的出力功率比例k，φCHP＝k×PCHP，其中PCHP为热电联产机组的电能出力功率，φCHP为热电联产机组的热能出力功率；2)根据以下公式，利用热力负荷节点的潮流前热介质流入温度Ts.Load.i、热力负荷节点的热介质流出温度To.Load.i、热力负荷节点的热能消耗功率φLoad.i和热介质的比热容Cp，计算出每个热力负荷节点的潮流前热介质流量mq.Load.i；3)接着由上述步骤计算所得各负荷节点的潮流前热介质流量mq.Load.i组成为负荷节点的热介质流量矩阵mq.Load：再通过以下公式计算获得热网支路的热负荷流量矩阵m：m＝A·mq.Load(2)其中，A为节点支路关联矩阵，m表示热网支路的热负荷流量矩阵，mij为热网中流经节点i与节点j之间的支路的热负荷流量；4)通过以下公式，获得回热网从各支路中热介质的出温度Tend.H.ij：其中，Tstart.H.ij表示回热网中支路热介质的流入温度，λ表示管道单位长度的传热系数，mH.ij表示回热网中节点i和节点j之间支路热介质的流量，Lij表示热网中节点i和节点j之间支路管道的长度，e表示自然指数e，为自然对数的底数；5)通过以下公式，获得回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度Tout.H：其中，Tout.H与Tin.H分别表示回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度和流入温度；mout.H与min.H分别表示回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出流量和流入流量；6)以回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度Tout.H作为热电联产机组的热介质流入温度Ts.CHP，即Ts.CHP＝Tout.H；以回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出流量mout.H作为热电联产机组的热介质流经流量mq.CHP，即mq.CHP＝mout.H；然后通过以下公式，根据热电联产机组的热介质流入温度Ts.CHP、热电联产机组的热介质流经流量mq.CHP和热电联产机组的热介质流出温度To.CHP，获得热电联产机组的潮流前热能出力功率φCHP：φCHP＝Cp·mq.CHP·(Ts.CHP-To.CHP)(5)7)通过以下公式，根据热电联产机组的电能与热能的出力功率比例k与热电联产机组的潮流前热能出力功率φCHP，获得热电联产机组的潮流前电能出力功率PCHP：8)通过以下公式，分别获得连接热电联产机组(CHP)和没有连接热电联产机组(CHP)情况下，电网中各电力负荷节点的流出电流Ii：若电网中各电力负荷节点没有连接热电联产机组(CHP)，则根据电网中各电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i与各电力负荷节点的潮流前电压Vi计算得到各电力负荷节点的流出电流Ii：其中，()*表示矩阵的共轭计算；若电网中各电力负荷节点连接有热电联产机组(CHP)，则根据电网中各电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i、由热电联产机组的潮流前电能出力功率PCHP与各电力负荷节点的潮流前电压Vi计算得到各电力负荷节点的流出电流Ii：9)由步骤8)获得的各电力负荷节点的流出电流Ii组成电力负荷节点的流出电流矩阵I：通过以下公式，根据电力负荷节点的流出电流矩阵I与节点支路关联矩阵A获得电网支路的电流矩阵B：B＝AT·I(9)其中，Bij为电网中节点i和节点j之间支路上的电流；10)由电力负荷节点的流出电流矩阵I与节点支路关联矩阵A运用直接潮流法求得电网中各电力负荷节点的潮流电压Vi′；11)通过以下公式，针对连接有热电联产机组的一个电力负荷节点，根据该电力负荷节点的潮流后电压Vi′、该电力负荷节点的流出电流Ii与该电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i，获得热电联产机组的潮流后电能出力功率P′CHP：P′CHP＝PLoad.i-Ii·Vi′(10)其中，PLoad.i表示电网中各电力负荷节点的电能消耗功率；12)通过以下公式，根据热电联产机组的电能与热能的出力功率比例k与热电联产机组的潮流后电能出力功率P′CHP，获得热电联产机组的潮流后热能出力功率φ′CHP：φ′CHP＝k×P′CHP(11)13)通过以下公式，利用热电联产机组的潮流后热能出力功率φ′CHP、热电联产机组的热介质流入温度Ts.CHP和热电联产机组的热介质流出温度To.CHP，获得热电联产机组的潮流后热介质流经流量m′q.CHP：14)以热电联产机组的潮流后热介质流经流量m′q.CHP作为供热网的热介质流出流量mG，以热电联产机组的热介质流出温度To.CHP作为供热网的热介质流出温度TG；然后通过以下公式，计算获得供热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度Tout.G：其中，Tout.G与Tin.G分别表示供热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度和流入温度；mout.G与min.G分别表示供热网中存在管道交汇的节点的热介质流出流量和流入流量；以供热网中存在管道交汇的节点i的热介质流出温度Tout.G作为该节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电‑热联合系统潮流处理方法，其特征在于：所述的电‑热联合系统包括电网、热网和热电联产机组的三个部分，热电联产机组分别连接热网和电网，热电联产机组向热网和电网分别同时提供热能与电能，依据热电联产机组的功率参数和出力方式按照比例进行电能与热能的出力分配；热网分为供热网和回热网，供热网和回热网均连接在热电联产机组和用热设备之间，热电联产机组的热介质作为热能经供热网输送至用热设备，用热设备的热介质作为热能经供热网输送至热电联产机组；电网和热网中存在负荷节点，各节点之间相连的线路或管道为支路，电网中的负荷节点为电力负荷节点，热网中的负荷节点为热力负荷节点，以上级供电变压器成为源节点，上级供电变压器与热电联产机组均向电网输送提供电能；本专利技术方法包括以下几个步骤：1)在计算前通过电网中的传感器或者通过工具采集获得以下电网与热网的已知基础网络数据，包括：电‑热联合系统：总节点数n、线路与管道长度Lij，其中i,j均表示节点的序数，i,j∈n；电网：线路单位阻抗Z、额定电压VN、电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i；热网：管道单位长度的传热系数λ、供热网的额定温度Ts.N、回热网的额定温度To.N、热力负荷节点的热能消耗功率φLoad.i、供热网的额定温度Ts.N、回热网的额定温度To.N；同时热力负荷节点的热介质流出温度To.Load.i即为回热网的额定温度To.N，即To.Load.i＝To.N；热电联产机组的热介质流出温度To.CHP即为供热网的额定温度Ts.N，即Ts.N＝To.CHP；热电联产机组：电能与热能的出力功率比例k，φCHP＝k×PCHP，其中PCHP为热电联产机组的电能出力功率，φCHP为热电联产机组的热能出力功率；2)根据以下公式，利用热力负荷节点的潮流前热介质流入温度Ts.Load.i、热力负荷节点的热介质流出温度To.Load.i、热力负荷节点的热能消耗功率φLoad.i和热介质的比热容Cp，计算出每个热力负荷节点的潮流前热介质流量mq.Load.i；...

【技术特征摘要】
1.一种电-热联合系统潮流处理方法，其特征在于：所述的电-热联合系统包括电网、热网和热电联产机组的三个部分，热电联产机组分别连接热网和电网，热电联产机组向热网和电网分别同时提供热能与电能，依据热电联产机组的功率参数和出力方式按照比例进行电能与热能的出力分配；热网分为供热网和回热网，供热网和回热网均连接在热电联产机组和用热设备之间，热电联产机组的热介质作为热能经供热网输送至用热设备，用热设备的热介质作为热能经供热网输送至热电联产机组；电网和热网中存在负荷节点，各节点之间相连的线路或管道为支路，电网中的负荷节点为电力负荷节点，热网中的负荷节点为热力负荷节点，以上级供电变压器成为源节点，上级供电变压器与热电联产机组均向电网输送提供电能；本发明方法包括以下几个步骤：1)在计算前通过电网中的传感器或者通过工具采集获得以下电网与热网的已知基础网络数据，包括：电-热联合系统：总节点数n、线路与管道长度Lij，其中i,j均表示节点的序数，i,j∈n；电网：线路单位阻抗Z、额定电压VN、电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i；热网：管道单位长度的传热系数λ、供热网的额定温度Ts.N、回热网的额定温度To.N、热力负荷节点的热能消耗功率φLoad.i、供热网的额定温度Ts.N、回热网的额定温度To.N；同时热力负荷节点的热介质流出温度To.Load.i即为回热网的额定温度To.N，即To.Load.i＝To.N；热电联产机组的热介质流出温度To.CHP即为供热网的额定温度Ts.N，即Ts.N＝To.CHP；热电联产机组：电能与热能的出力功率比例k，φCHP＝k×PCHP，其中PCHP为热电联产机组的电能出力功率，φCHP为热电联产机组的热能出力功率；2)根据以下公式，利用热力负荷节点的潮流前热介质流入温度Ts.Load.i、热力负荷节点的热介质流出温度To.Load.i、热力负荷节点的热能消耗功率φLoad.i和热介质的比热容Cp，计算出每个热力负荷节点的潮流前热介质流量mq.Load.i；3)接着由上述步骤计算所得各负荷节点的潮流前热介质流量mq.Load.i组成为负荷节点的热介质流量矩阵mq.Load：再通过以下公式计算获得热网支路的热负荷流量矩阵m：m＝A·mq.Load(2)其中，A为节点支路关联矩阵，m表示热网支路的热负荷流量矩阵，mij为热网中流经节点i与节点j之间的支路的热负荷流量；4)通过以下公式，获得回热网从各支路中热介质的出温度Tend.H.ij：其中，Tstart.H.ij表示回热网中支路热介质的流入温度，λ表示管道单位长度的传热系数，mH.ij表示回热网中节点i和节点j之间支路热介质的流量，Lij表示热网中节点i和节点j之间支路管道的长度，e表示自然指数e，为自然对数的底数；5)通过以下公式，获得回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度Tout.H：其中，Tout.H与Tin.H分别表示回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度和流入温度；mout.H与min.H分别表示回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出流量和流入流量；6)以回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出温度Tout.H作为热电联产机组的热介质流入温度Ts.CHP，即Ts.CHP＝Tout.H；以回热网中存在管道交汇的节点的热介质流出流量mout.H作为热电联产机组的热介质流经流量mq.CHP，即mq.CHP＝mout.H；然后通过以下公式，根据热电联产机组的热介质流入温度Ts.CHP、热电联产机组的热介质流经流量mq.CHP和热电联产机组的热介质流出温度To.CHP，获得热电联产机组的潮流前热能出力功率φCHP：φCHP＝Cp·mq.CHP·(Ts.CHP-To.CHP)(5)7)通过以下公式，根据热电联产机组的电能与热能的出力功率比例k与热电联产机组的潮流前热能出力功率φCHP，获得热电联产机组的潮流前电能出力功率PCHP：8)通过以下公式，分别获得连接热电联产机组(CHP)和没有连接热电联产机组(CHP)情况下，电网中各电力负荷节点的流出电流Ii：若电网中各电力负荷节点没有连接热电联产机组(CHP)，则根据电网中各电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i与各电力负荷节点的潮流前电压Vi计算得到各电力负荷节点的流出电流Ii：其中，()*表示矩阵的共轭计算；若电网中各电力负荷节点连接有热电联产机组(CHP)，则根据电网中各电力负荷节点的电能消耗功率PLoad.i、由热电联产机组的潮流前电能出力功率PCHP与各电力负荷节点的潮流前电压Vi计算得到各电力负荷节点的流出电流Ii：9)由步骤8)获得的各电力负荷节点的流出电流Ii组成电力负荷节点的流出电流矩阵I：通过以下公式，根据电力负荷节点的流出电流矩阵I与节点支路关联矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，栾开宁，周晓鸣，阮文俊，邵常政，马琎劼，王盛，杨世海，丁一，曹晓冬，谢康，李波，庄欣然，陈宇沁，包铭磊，
申请(专利权)人：浙江大学，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33