一种安全预防控制方法、装置、控制设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种安全预防控制方法、装置、控制设备及存储介质。包括：构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数；构建所述电热耦合多能流系统的约束条件；根据所述目标函数和约束条件构建安全预防控制的调度模型；根据所述调度模型对所述电热耦合多能流系统进行安全预防控制。实现对电热耦合多能流系统安全控制分析，以保障系统的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种安全预防控制方法、装置、控制设备及存储介质
本专利技术涉及综合能源系统的安全控制
，尤其涉及一种安全预防控制方法、装置、控制设备及存储介质。
技术介绍
风电、光伏等可再生清洁能源的使用成了一种必然趋势，而这些可再生能源不确定性高，发电量不易控制，接入电网容易引起电网波动。因此，仅以电网作为能量传输的载体已渐渐不能满足需求。在这种情况下，以电、热、冷、气多种形式传输能量的能源互联网就有其优越性。现如今，能源互联网的示范也越来越多。在上述多能网络中，热电联供网络目前发展最为迅速，自20世纪开始，在全球范围内就开始逐步建立热网。目前，热网在丹麦、瑞典、德国、芬兰等欧洲国家都有了一定程度的普及，对于电热耦合多能流网络的建模和潮流计算已经有了一系列的研究成果。然而，目前对于电热耦合多能流网络的安全控制问题的研究还比较缺乏，其中预防控制这一块内容还非常空白。预防控制是给出系统的运行状态，使得系统在正常状况下以及遇到故障时，能够保持稳定的一种安全控制手段，是系统安全控制的第一道防线。在电力系统中，很早就已经引入了预防控制的理论，目前有关电力系统预防控制的研究已趋于成熟，但是对电热耦合多能流网络的预防控制，还处于各个起步阶段。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种安全预防控制方法、装置、控制设备及存储介质，实现对电热耦合多能流系统安全控制分析，以保障系统的安全稳定运行。第一方面，本专利技术实施例提供了一种安全预防控制方法，该方法包括：构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数；构建所述电热耦合多能流系统的约束条件；根据所述目标函数和约束条件构建安全预防控制的调度模型；根据所述调度模型对所述电热耦合多能流系统进行安全预防控制。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种安全预防控制装置，该装置包括：控制函数模块，用于构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数；约束条件模块，用于构建所述电热耦合多能流系统的约束条件；控制模型模块，用于根据所述目标函数和约束条件构建安全预防控制的调度模型；执行控制模块，用于根据所述调度模型对所述电热耦合多能流系统进行安全预防控制。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术实施例提供的安全预防控制方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种控制设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本专利技术实施例提供的安全预防控制方法。本专利技术实施例，通过构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数和约束条件，然后根据所述目标函数和约束条件构建安全预防控制的调度模型，最后根据所述调度模型对所述电热耦合多能流系统进行安全预防控制。实现对电热耦合多能流系统安全控制分析，以保障系统的安全稳定运行。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种安全预防控制方法的流程示意图；图2是本专利技术涉及的电热耦合多能流系统拓扑图；图3是电热耦合多能流系统中抽气式供热机组电热关系示意图；图4是供热网络示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种安全预防控制装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种控制设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种安全预防控制方法的流程示意图，该方法可以由本专利技术实施例提供的控制设备来执行，该控制设备可采用软件和/或硬件方式实现，该方法具体包括如下步骤：步骤110、构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数；本专利技术涉及考虑热网特性的电热耦合系统安全预防控制方法，弥补了预防控制方法在电热耦合系统的空白，形成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，在电热耦合网络中对单独电网进行预防控制会导致热出力无法满足热负荷要求。本专利技术考虑了热网特性，在保证系统安全运行的情况下，使得系统更为经济化，并且通过对热网热力模型和水力模型的搭建求解，使得热损失更为精确，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专利技术后，可以为多能流系统的安全控制守好第一道防线。本专利技术涉及的系统拓扑图如图2所示，其中，Bi为母线，Ti为变压器，PGi为发电功率，PHi为供热功率，PDi电负荷，PH,load为热负荷。本实施例中，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，ax，bx，cx，Cv为已知参数，PGx，PHx为决策变量。此处电热耦合多能流系统的故障预防和控制的目标函数即为安全预防控制目标函数。步骤120、构建所述电热耦合多能流系统的约束条件；本实施例中，电热耦合多能流系统的约束条件包括：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、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、电热耦合多能流系统中供热机组的热电联产机组运行约束条件以及电热耦合多能流系统的热网约束条件。具体构建各个约束条件的过程如下所述。1、构建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,PDi,θi,θj分别为电热耦合多能流系统中第i个节点的有功注入功率、需求功率、相角以及第j个节点的相角，xij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，PGi,PDi,θi,θj和Sij为决策变量，xij和为已知参数。2、构建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,PDm,θm,θn分别为电热耦合多能流系统中第m个节点的有功注入功率、需求功率、相角以及第n个节点的相角，xmn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。3、构建电热耦合多能流系统中供热机组的热电联产机组运行约束条件。图3是电热耦合多能流系统中抽气式供热机组电热关系示意图。基于该关系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：其中，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，其中k1,k2,k3为热电联产机组电热耦合关系斜率，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,PHm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全预防控制方法，其特征在于，包括：构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数；构建所述电热耦合多能流系统的约束条件；根据所述目标函数和约束条件构建安全预防控制的调度模型；根据所述调度模型对所述电热耦合多能流系统进行安全预防控制。

【技术特征摘要】
1.一种安全预防控制方法，其特征在于，包括：构建电热耦合多能流系统的安全预防控制目标函数；构建所述电热耦合多能流系统的约束条件；根据所述目标函数和约束条件构建安全预防控制的调度模型；根据所述调度模型对所述电热耦合多能流系统进行安全预防控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全预防控制目标函数为：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，ax，bx，cx，Cv为已知参数，PGx，PHx为决策变量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述电热耦合多能流系统的约束条件，包括：构建所述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。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述电热耦合多能流系统的约束条件，包括：构建所述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。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述电热耦合多能流系统的约束条件，包括：构建所述电热耦合多能流系统中供热机组的热电联产机组运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏斌，郭庆来，王彬，沈欣炜，林群力，
申请(专利权)人：清华伯克利深圳学院筹备办公室，
类型：发明
国别省市：广东,44