一种电-气综合能源系统恢复改善方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电‑气综合能源系统恢复改善方法。建立电‑气综合能源系统网络结构拓扑模型；在电‑气综合能源系统网络结构拓扑模型下，确定初始系统运行状态；建立电‑气综合能源系统恢复序列优化模型；根据恢复序列处理得到电‑气综合能源系统恢复力参数，获得电‑气综合能源系统恢复情况，并根据恢复情况进行判断实施改善。本发明专利技术能够得到电‑气综合能源系统大范围故障后电力线路和天然气管道的恢复序列，指导系统施工人员按照所得到的恢复序列修复电力线路和天然气管道，快速恢复系统中的电力负荷和天然气负荷，从而有效改善电‑气综合能源系统整体的恢复能力。

【技术实现步骤摘要】
一种电-气综合能源系统恢复改善方法
本专利技术属于电力系统、综合能源系统
的一种电-气综合能源系统恢复优化方法，涉及实现电力系统与天然气系统深度耦合情形下的电-气综合能源系统恢复力评估与改善方法。
技术介绍
近年来，燃气机组装机容量不断增大，燃气机组的发电量在电力系统总发电量中占据了很大的比重，导致电力系统的运行状况更加依赖于天然气系统。与此同时，随着电转气设备的引入，天然气系统的产气量也逐渐依赖于电力系统的电力负荷。然而，电力系统和天然气系统的这种相互依赖特性，使得两个系统的恢复过程也更加复杂。一方面，电力系统中燃气机组的恢复不仅取决于电力系统自身的恢复情况，还取决于来自天然气系统的天然气燃料供应情况；另一方面，电转气设备的恢复也取决于电力系统中的电力负荷是否供给。目前，复杂工程系统的恢复方法主要是针对单一工程系统的元件恢复序列进行优化，如基于复杂网络理论或电力系统运行分析理论研究电力系统的恢复方式，然后提出改善系统恢复能力的措施。但是这些方法仅考虑电力系统独立运行的场景，未考虑与电力系统紧密耦合的其他工程系统的影响，在恢复方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电-气综合能源系统恢复改善方法，其特征在于：/n步骤1、建立电-气综合能源系统网络结构拓扑模型；/n步骤2、在电-气综合能源系统网络结构拓扑模型下，确定初始系统运行状态，包括：初始正常电力线路和天然气管道集合、待恢复输电线路和天然气管道集合、电力系统和天然气系统维修设备数量、电-气综合能源系统所需的恢复阶段数；/n步骤3、建立电-气综合能源系统恢复序列优化模型，具体包括：恢复目标函数、恢复资源约束、电力系统运行约束、天然气系统运行约束、电力-天然气相互依赖约束，采用反向贪心算法得到电力线路和天然气管道的恢复序列；/n步骤4、根据恢复序列处理得到电-气综合能源系统恢复力参数，获得电-气综...

【技术特征摘要】
1.一种电-气综合能源系统恢复改善方法，其特征在于：
步骤1、建立电-气综合能源系统网络结构拓扑模型；
步骤2、在电-气综合能源系统网络结构拓扑模型下，确定初始系统运行状态，包括：初始正常电力线路和天然气管道集合、待恢复输电线路和天然气管道集合、电力系统和天然气系统维修设备数量、电-气综合能源系统所需的恢复阶段数；
步骤3、建立电-气综合能源系统恢复序列优化模型，具体包括：恢复目标函数、恢复资源约束、电力系统运行约束、天然气系统运行约束、电力-天然气相互依赖约束，采用反向贪心算法得到电力线路和天然气管道的恢复序列；
步骤4、根据恢复序列处理得到电-气综合能源系统恢复力参数，获得电-气综合能源系统恢复情况，并根据恢复情况进行判断实施改善。


2.根据权利要求1所述的一种电-气综合能源系统恢复及改善方法，其特征在于：所述的步骤1，具体如下：
所述的电-气综合能源系统网络结构拓扑模型包含了电力系统网络结构拓扑模型、天然气系统网络结构拓扑模型和电力-天然气相互依赖环节网络结构拓扑模型；
步骤1.1、建立电力系统网络结构拓扑模型：
Ge＝(I,L)(1)
式中，GE表示电力系统网络结构拓扑模型，I表示电节点集合，L表示电力线路集合；
步骤1.2、建立天然气系统网络结构拓扑模型：
Gg＝(J,P)(2)
式中，GG表示天然气网络结构拓扑模型，J表示气节点集合，P表示天然气管道集合；
步骤1.3、建立电力-天然气相互依赖环节网络结构拓扑模型：
Ξ＝(Ξgfu,Ξptg)(3)
式中，Ξ表示电力-天然气相互依赖环节网络结构拓扑模型；Ξgfu表示燃气机组依赖链接集合；Ξptg表示电转气设备依赖链接集合。


3.根据权利要求1所述的一种电-气综合能源系统恢复及改善方法，其特征在于：所述步骤2，具体如下：
步骤2.1、确定初始正常电力线路集合Nl和初始正常天然气管道集合Np；
步骤2.2、确定待恢复电力线路集合Nl和天然气管道集合Np；
步骤2.3、确定电力系统维修设备数量Re和天然气系统维修设备数量Rg；
步骤2.4、确定电力系统所需的恢复阶段数Te、天然气系统所需的恢复阶段数Tg，得到电-气综合能源系统所需的总恢复阶段数：
T＝max{Te,Tg}(4)
式中，T表示电-气综合能源系统所需的总恢复阶段数；Te表示电力系统所需的恢复阶段数；Tg表示天然气系统所需的恢复阶段数；max{Te,Tg}表示取Te和Tg两者中的最大值。


4.根据权利要求1所述的一种电-气综合能源系统恢复及改善方法，其特征在于：所述步骤3，具体如下：
步骤3.1、以电力负荷和天然气负荷恢复量的加权之和最大为目标Maxr(t)，建立第t阶段内电-气综合能源系统恢复序列优化的目标函数：



式中，r(t)表示-气综合能源系统恢复序列优化的目标函数；t表示恢复阶段的序数；υ表示电力系统恢复权重系数；Ne表示电力系统中电节点的总数；Ng表示天然气系统中气节点的总数；i表示电节点的序数；j表示气节点的序数；表示第t阶段电节点i上的电力负荷；表示系统发生故障前电节点i上的电力负荷；表示第t阶段气节点j上的天然气负荷；表示系统发生故障前气节点j上的天然气负荷；
步骤3.2、建立第t阶段内电-气综合能源系统恢复序列优化的约束条件：
步骤3.2.1、建立第t阶段内的恢复资源约束：









式中，表示第t阶段电力线路l的恢复决策变量，当第t阶段电力线路l被修复时，否则l表示电力线路l的序数；Nl表示电力系统中电力线路的总数；表示第t阶段天然气管道p的恢复决策变量，为0-1整型变量，当第t阶段天然气管道被修复时，否则p表示天然气管道的序数；Np表示天然气系统中天然气管道的总数；
步骤3.2.2、建立第t阶段内的电力系统运行约束：






























式中，表示第t阶段电力线路l的状态变量，为0-1整型变量，当第t阶段电力线路l为正常状态时，否则m表示电力系统恢复阶段的序数；表示第t阶段电节点i的状...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁一，桑茂盛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33