用网络流对电-气互联系统优化分析的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用网络流对电‑气互联系统优化分析的方法，所述方法的步骤包括：确定电‑气互联系统的区域参数和运行模式；建立网络流模型，所述网络流模型包括设置电力系统节点、天然气系统节点、源点和汇点的个数，基于各类节点计算包含网络流各支路的容量约束表和权值表；使用最短路径算法求解源点s到汇点t的最短路径，更新权值表和容量约束表直至所有电负荷和气负荷达到规定数值；最后根据不同的运行模型进行多能分析并求得线路功率情况和费用。本发明专利技术能对电‑气互联系统进行同质化分析，根据工程要求可将其展现为能量系统、电力系统、天然气系统，有利于对综合能源系统的求解、分析、优化和展示，具有广泛的应用场景和实用意义。

【技术实现步骤摘要】
用网络流对电-气互联系统优化分析的方法
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种用网络流对电-气互联系统优化分析的方法。
技术介绍
进入21世纪以来，全球能源生产消费迅猛增长，传统化石能源大规模开发利用，资源枯竭、环境污染等问题日趋严重，研究如何实现对能源的清洁高效已迫在眉睫。能源危机的加重及能源供需多样性的发展引发了对于单能源系统弊端的思考：单能源系统束缚了需求的可变性与系统的灵活性，限制了能量的自由流动，不仅损害了能量利用效率，而且降低了系统供能经济性。可见，唯有将能源系统与单一的能源形式解绑，才能改善能源危机的窘境。相较于单能源系统，多能系统能够提高系统弹性降低特定能源的依赖性与供能风险；具备更多的调度方案，能够灵活地保持更高的能量利用效率，从而为实现区域级供能提供了一种重要解决方案。电力系统和天然气系统都是综合能源系统中十分重要的部分。对于电-气互联系统的多能流建模及优化分析是综合能源系统研究的基石部分。目前主流方法是通过对模型进行潮流求解辅以优化算法寻找系统最优状态来寻找最优解。分析的难点主要在于寻优的速度与正确性以及模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用网络流对电-气互联系统优化分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：确定电-气互联系统的区域电力系统参数、区域天然气系统参数以及区域电力系统和天然气系统互联的相关参数；/nS2：确定电-气互联系统的运行模式，其中，所述运行模式由两位数确定；所述运行模式决定最后计算结果同质为何种模式系统，其中能量系统为00，为模式一；电力系统为01，为模式二；天然气系统为10，为模式三；/nS3：选择合适单位并将能量和功率设为标幺值，将电力系统中的电能流以及天然气系统中气流量换算成标幺值下的能流值；/nS4：设所述电-气互联系统的网络流模型中电力系统节点数为n

【技术特征摘要】
1.一种用网络流对电-气互联系统优化分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定电-气互联系统的区域电力系统参数、区域天然气系统参数以及区域电力系统和天然气系统互联的相关参数；
S2：确定电-气互联系统的运行模式，其中，所述运行模式由两位数确定；所述运行模式决定最后计算结果同质为何种模式系统，其中能量系统为00，为模式一；电力系统为01，为模式二；天然气系统为10，为模式三；
S3：选择合适单位并将能量和功率设为标幺值，将电力系统中的电能流以及天然气系统中气流量换算成标幺值下的能流值；
S4：设所述电-气互联系统的网络流模型中电力系统节点数为ne，天然气系统节点数为ng，在此基础上增加一个源点s和一个汇点t，总节点数为n；确定电-气互联系统的网络流模型中发电机节点和气源节点，将所述发电机节点和气源节点与所述源点s相连；确定电-气互联系统的网络流模型中电力系统负荷节点和天然气系统负荷节点，将所述电力系统负荷节点和天然气系统负荷节点与所述汇点t相连；
S5：根据电力系统中发电机节点出力上下限、线路功率传输上下限、电负荷节点以及天然气系统中气源节点产气上下限、管道输气上下限、气负荷节点，形成一个包含所述网络流模型各支路n×n的容量约束表；
S6：根据发电机煤耗特性参数、气源费用参数、确定网络流模型各支路的权值表，具体求解所述权值表的方法为：
对于不考虑网损情况下的发电机节点：



式中Wsi为源点s到发电机i的权值；f为发电机煤耗特性函数；PG为发电机有功出力功率；
对于考虑网损情况下的发电机节点：



式中Ploss为网损功率；
对于气源节点：
Wsi＝ci(3)
式中ci为气源节点i的单位产气费用；
对于输气管道或输电导线：
Wij＝f(R，X，PLij，Cij)(4)
式中Wij为节点i到节点j的输气管道或输电导线权值；R为输电导线电阻；X为输电导线电抗；PLij为节点i到节点j的输气管道或输电导线流动功率；Cij为输气管道常数；具体公式根据所述输气管道或输电导线为输电网、配电网或输气网格而不相同，需根据实际网络给定；
对于电负荷和气负荷节点：
Wit＝0(5)
式中，Wit为电负荷或气负荷节点i到汇点t的权值；
S7：设定合适步长，采用最短路径算法求解所述电-气互联系统网络流模型中源点s到汇点t的最短路径，并根据所述最短路径中所有节点和所有支路线路功率流通情况，更新权值表和容量约束表，循环S7，直到所有电负荷节点和气负荷节点达到规定数值；
S8：根据上述电-气互联系统网络流模型以及所得到最短路径的计算结果，并根据工程要求求解并记录当前的线路功率情况和费用多少；
S9：根据S2得到的运行模式两位数，判断当前系统的运行模式，根据不同的模式进行多能分析；当系统的运行模式为模式一时，电-气互联系统表现为能量系统，线路功率即为系统能量流动情况，因此输出结果即可，结束；
S10：当系统的运行模式为模式二时，电-气互联系统表现为电力系统，线路功率可视为电功率流动；对于简单网络，用下式计算电压情况；对于复杂网络可通过牛拉法，PQ分解方法进行求解；



式中Pij为i节点和j节点相连支路始端有功功率；Qij为i节点和j节点相连支路始端无功功率；Ui为i节点电压；Uj为j...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨万清，胡幸集，葛维春，李巍，张宏宇，金鹏，申家锴，王玮，邹楠，李卫东，朱岩，陶婷婷，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，大连理工大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21