一种基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于可靠性约束的电‑气耦合系统储能装置规划方法，包括，利用监测设备得到系统一年中各设备的参数及运行状况并输入整个规划模型；利用蒙特卡洛技术采样策略，根据系统中元件的可靠性参数及元件的故障与修复确定系统不同的运行状态；基于系统运行状态构建基于可靠性约束的储能装置规划模型，利用benders分解算法求解规划模型，得到系统储能装置的规划方案，完成规划。本发明专利技术不仅考虑了经济性，还考虑了系统的可靠性，更加有效准确地确定电‑气耦合系统储能装置的规划方案，相较于之前的规划方法更加精确、全面和有效，对于电力系统的可靠性提升、保证电力系统的安全可靠性运行具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法
本专利技术涉及综合能源系统可靠性管理的
，尤其涉及一种基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法。
技术介绍
近年来，由于天然气机组的灵活高效等优势，其被广泛采用，这也使得天然气系统与电力系统的耦合更为紧密，共同构成了电-气耦合系统。在这种背景下，天然气机组需要在天然气系统中获取天然气来生产电能，以满足电力系统中电力负荷的需求，为此，天然气系统中发生的故障可能对电力系统的运行造成影响，威胁电力系统的安全稳定运行，为保证电-气耦合系统的可靠性，亟需对电力系统与天然气系统中的储能装置进行统一规划，充分考虑两系统的耦合特性，以保证系统中的容量充足。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的技术问题是：有效保证电-气耦合系统的可靠性及系统长期备用容量的充足。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：利用监测设备得到电-气耦合系统一年中各设备的参数及运行状况并输入整个规划模型；基于所述输入信息，利用蒙特卡洛技术采样策略，根据所述系统中元件的可靠性参数及元件的故障与修复确定所述系统不同的运行状态；基于所述系统运行状态构建基于可靠性约束的储能装置规划模型，利用benders分解算法求解所述规划模型，得到所述系统储能装置的规划方案，完成规划。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述系统的不同运行状态包括，其中，Ot表示系统在年度t时的状态矩阵，Otb表示系统在年度t状态b时的向量，Nb表示系统总的状态数。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述储能装置规划模型包括建立目标函数及约束条件。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述目标函数包括，其中，TC表示系统规划的总计量值，IC表示储能装置规划的计量值，OC表示电-气耦合系统运行的计量值，EENSt和EGNSt分别表示年度t时的平均电力负荷损失和平均天然气负荷损失，和分别表示年度t时的电力负荷损失和天然气负荷损失的计量值，d表示折现率。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述约束条件包括储能装置的规划约束、天然气系统约束、电力系统约束、可靠性约束。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述可靠性衡量标准包括电力负荷平均切除量和天然气负荷平均切除量。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述电力负荷平均切除量包括，其中，EENSt表示年度t时电力负荷平均切除量。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述天然气负荷平均切除量包括，其中，EGNSt表示年度t时天然气负荷平均切除量。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述储能装置的规划约束包括，其中，zet和zgt分别表示年度e时电池t和储气装置的规划状态。作为本专利技术所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的一种优选方案，其中：所述天然气系统约束及电力系统约束包括，天然气系统约束：节点气流量平衡约束、管道流量约束、压缩机约束、气源产量约束、储气装置产量约束、天然气负荷削减约束。电力系统约束：节点电力平衡约束、线路功率约束、节点向角约束、电池输出功率的约束、发电机组输出功率约束、电力负荷削减约束。本专利技术的有益效果：本专利技术在规划过程中不仅考虑了经济性，还考虑了系统的可靠性，本专利技术将更加有效准确地确定电-气耦合系统储能装置的规划方案，相较于之前的规划方法更加精确、全面和有效，此外，本专利技术还可直接应用到现阶段电力规划软件中去，通过研究天然气系统中的故障对电力系统的影响，精确高效地规划电-气耦合系统中的储能装置，对于电力系统的可靠性提升、保证电力系统的安全可靠性运行具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术一个实施例提供的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的基本流程图；图2为本专利技术一个实施例提供的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的电-气互依赖系统示意图；图3为本专利技术一个实施例提供的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法的电-气互依赖系统测试系统图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。同时在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法，其特性在于，包括：/n利用监测设备得到电-气耦合系统一年中各设备的参数及运行状况并输入整个规划模型；/n基于所述输入信息，利用蒙特卡洛技术采样策略，根据所述系统中元件的可靠性参数及元件的故障与修复确定所述系统不同的运行状态；/n基于所述系统运行状态构建基于可靠性约束的储能装置规划模型，利用benders分解算法求解所述规划模型，得到所述系统储能装置的规划方案，完成规划。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法，其特性在于，包括：
利用监测设备得到电-气耦合系统一年中各设备的参数及运行状况并输入整个规划模型；
基于所述输入信息，利用蒙特卡洛技术采样策略，根据所述系统中元件的可靠性参数及元件的故障与修复确定所述系统不同的运行状态；
基于所述系统运行状态构建基于可靠性约束的储能装置规划模型，利用benders分解算法求解所述规划模型，得到所述系统储能装置的规划方案，完成规划。


2.如权利要求1所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法，其特征在于：所述系统的不同运行状态包括，



其中，Ot表示系统在年度t时的状态矩阵，Otb表示系统在年度t状态b时的向量，Nb表示系统总的状态数。


3.如权利要求1或2所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法，其特征在于：所述储能装置规划模型包括建立目标函数及约束条件。


4.如权利要求3所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装置规划方法，其特征在于：所述目标函数包括，



其中，TC表示系统规划的总计量值，IC表示储能装置规划的计量值，OC表示电-气耦合系统运行的计量值，EENSt和EGNSt分别表示年度t时的平均电力负荷损失和平均天然气负荷损失，和分别表示年度t时的电力负荷损失和天然气负荷损失的计量值，d表示折现率。


5.如权利要求4所述的基于可靠性约束的电-气耦合系统储能装...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐学用，包铭磊，刘振铭，罗永源，李庆生，丁一，孙斌，吴鹏，颜霞，王盛，何向刚，罗宁，胡金迪，孙晓聪，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52