【技术实现步骤摘要】
一种多区域电气耦合系统的分布式两阶段合作运行方法
本专利技术涉及一种多区域电气耦合系统的分布式两阶段合作运行方法，属于电-气耦合系统运行和控制
技术介绍
为提高能源总体使用效率，扩大可再生能源消纳能力，对多类能源互联集成和互补融合的需求增长迅速，综合能源系统成为能源系统发展的重要趋势之一。其中，电气耦合系统是综合能源系统的一个重要组成部分。由于行政、地理等因素，一个大型的电气耦合系统往往由多个子区域电气耦合系统组成，区域之间存在有联络管道和联络线进行能量传输。为获得更大的社会效益，不同区域之间会考虑合作优化运行，而如何对新增社会福利进行再分配，保证个体理性与集体理性一致，成为亟待解决的重要问题。与此同时，由于各区域运营商相互独立，为保护区域隐私信息，集中优化的方难以适应大型电气耦合系统的运行需求，需要采用分布式方法进行求解。因此，研究一种可以保护各子区域隐私信息，同时兼顾个体理性和集体理性的多区域电气耦合系统合作优化运行方法对大型电气耦合系统的优化运行具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种多区域电气耦合系统的分布式两阶段合作运行方法，在优化过程中自动考虑新增社会效益的再分配，兼顾了个体理性、社会理性以及用户隐私。本专利技术提出的多区域电气耦合系统的分布式两阶段合作运行方法，包括以下步骤：(1)根据电气耦合系统的联络线和联络管道，将一个大型的电气耦合系统分为S个区域，区域编号为s＝1,2,…,S，不同的区域之间通过联络管道传输天然气，...
【技术保护点】
1.一种多区域电气耦合系统的分布式两阶段合作运行方法，其特征在于该方法包括以下步骤：/n(1)根据电气耦合系统的联络线和联络管道，将一个大型的电气耦合系统分为S个区域，区域编号为s＝1,2,…,S，不同的区域之间通过联络管道传输天然气，通过联络线传输电能；/n(2)从S个区域中任取两个相连的区域，假设两个相连区域的编号分别为s
【技术特征摘要】
1.一种多区域电气耦合系统的分布式两阶段合作运行方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)根据电气耦合系统的联络线和联络管道，将一个大型的电气耦合系统分为S个区域，区域编号为s＝1,2,…,S，不同的区域之间通过联络管道传输天然气，通过联络线传输电能；
(2)从S个区域中任取两个相连的区域，假设两个相连区域的编号分别为s1和s2，定义为两个相连区域的联络线与s1相连节点的相角在区域s1的取值，为两个相连区域的联络线与s1相连节点的相角在区域s1取值，为两个相连区域的联络管道中天然气流量在区域s1的取值，为两个相连区域的联络线与s2相连节点的相角在区域s2取值，为两个相连区域的联络线与s1相连节点的相角在区域s2的取值，为两个相连区域的联络管道中的天然气流量在区域s2的取值，设定相连两个区域上同一条联络线上的耦合变量满足：
同一条联络管道上的耦合变量满足：
(3)建立每个区域s的内部优化模型，内部优化模型的约束条件包括：
(3-1)区域s的电网约束包括：
(3-1-1)电网节点电量平衡约束：
其中，k为电网中的节点编号，Ne,s为区域s内的电网节点总数；上标cfu表示燃煤电站，Picfu表示燃煤电站i的发电有功功率，为待求变量，表示区域s中所有与节点k相连的燃煤电站的发电有功功率之和；上标gfu表示燃气电站，表示燃气电站j的发电有功功率，为待求变量，表示区域s中所有与电网节点k相连的燃气电站的发电有功功率之和；上标ld表示电负荷，Plld表示负荷l的有功功率，Lsl表示负荷l的弃电有功功率，为待求变量，表示区域s中所有与电网节点k相连的负荷实际有功功率之和；pfmk表示区域s中节点m和节点k所连接支路的有功功率，为待求变量，规定从节点m流向节点k为正，反向为负；表示所有流入节点k的联络线支路的有功功率；
(3-1-2)电网直流潮流约束：
其中，θm、θk分别表示区域s中节点m和节点k的电压相角，xmk表示节点m和节点k间所连支路的电抗；
(3-1-3)电网中参考节点的电压相角约束：
θh＝0,h∈refp
其中，θh表示电网节点h的相角，refp表示电网选取的参考节点集合；
(3-1-4)电网支路的有功功率上限和下限约束：
其中，表示区域s中节点m和节点k间所连支路的有功功率上限，由电网调度给定；
(3-1-5)电网燃煤电站的有功功率上限和下限约束：
Picfu,min≤Picfu≤Picfu,max
其中，Picfu,min、Picfu,max分别表示燃煤电站i的发电有功功率下限和上限，由电网调度给定；
(3-1-6)电网燃气电站有功功率上限和下限约束：
其中，分别表示燃气电站j的发电有功功率下限和上限，由电网调度给定；
(3-1-7)电网弃负荷功率上限和下限约束：
其中，分别表示区域s中电负荷l的允许弃负荷功率上限，由电网调度给定；
(3-2)区域s的天然气网约束，包括：
(3-2-1)天然气网压力参考节点约束：
ωq＝const,q＝refg
其中，ωq表示天然气网节点q的压力，refg表示天然气网选取的参考节点集合；
(3-2-2)天然气网节点的天然气流量平衡约束：
其中，w为天然气网中的节点编号，Ng,s为区域s中的天然气网节点总数；上标well表示天然气井，表示天然气井d的出气流量，为待求变量，表示区域s中的所有与天然气网中节点w相连的天然气井的出气流量之和；上标res表示居民负荷，表示居民负荷e消耗的天然气流量，由天然气网调度给定，表示区域s中所有与节点w相连的居民负荷消耗的天然气流量之和；gfnw表示从天然气网节点n与天然气网节点w相连管道的天然气流量，为待求变量，规定从天然气网节点n流向节点w为正，反向为负；表示所有流入节点w的联络管道中的流量；
(3-2-3)天然气网节点压力的上限和下限约束：
其中，分别表示天然气网节点q的压力下限和上限，由天然气网调度给定；
(3-2-4)天然气网中天然气井出气流量的上限和下限约束：
其中，分别表示区域s中天然气井d的出气流量的下限和上限，由天然气网调度给定；
(3-2-5)天然气网中天然气管道的流量和压力之间关系约束：
其中，gfnw表示从天然气网节点n与节点w相连管道的天然气流量，规定从节点n流向节点w为正，反向为负；ωn、ωw分别表示节点n、节点w的压力；sgn(ωn,ωw)为关于ωn、ωw的函数，当ωn＞ωw时，sgn(ωn,ωw)取1，当ωn≤ωw，sgn(ωn,ωw)取值为0；Cnw为从节点n、节点w所连管道的韦茅斯常数，由天然气网提供，由于流量和压力之间关系约束中的sgn(ωn,ωw)的取值为一个二元变量，引入整数变量将该约束转化为以下表达式：
其中，将上述约束进一步松弛为：
(3-2-6)天然气网中天然气管道流量的上限约束：
其中，表示从节点n和节点w的连接管道的流量上限，由天然气网调度给定；
(3-3)区域s的电网和天然气网之间的耦合约束如下：
其中，和为区域s中的燃气电站s的天然气发电量和耗气量二次关系的二次项系数、一次项系数、常数项，由燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，孙勇，郭庆来，李振元，孙宏斌，曲绍杰，潘昭光，张磊，尹冠雄，陈彬彬，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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