一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，包括以下步骤：建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数；建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件；根据基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数和基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件共同构成基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型；求解基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型；本发明专利技术能够有效利用天然气系统的预警信号提升电力系统的安全水平，并有效避免在电力系统安全控制过程中与天然气系统进行过多数据交换；另外，本发明专利技术还公开了一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法及系统
本专利技术属于综合能源系统的运行控制
，特别涉及一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法及系统。
技术介绍
电力系统的运行安全直接影响着社会的安定，大面积停电可能导致医院、学校、地铁等多种基础场所崩溃。而随着电力系统与天然气系统的耦合及相互作用加强，单纯依靠传统的电力系统自身的能量管理系统已难以保障系统安全可靠的运行。天然气系统给电力系统带来供气风险的同时，其慢动态特性也给电力系统的安全控制带来了新的机遇。相比于电力系统而言，天然气系统具有更强的韧性和抗干扰能力，利用天然气系统管存提高电力系统的运行安全具有重要意义和实用价值。如何有效利用天然气系统的预警信号对电气耦合系统进行紧急控制，以降低安全事故的产生，是电气耦合系统运行过程中面临的技术问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法及系统，旨在充分利用天然气系统的韧性和抗干扰能力，提高电气耦合系统的运行安全水平。一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1：建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数；/nS2：建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件；/nS3：根据所述基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数和所述基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件共同构成基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型；/nS4：求解所述基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数；
S2：建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件；
S3：根据所述基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数和所述基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件共同构成基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型；
S4：求解所述基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型。


2.根据权利要求1所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的目标函数，具体如下：



式中，t为紧急控制时刻的编号，T为所有紧急控制时刻构成的集合，T＝{1,2…T}，T为紧急控制时刻的最大值，k为电气耦合系统中电负荷的编号，SL为电气耦合系统中所有电负荷的集合，为t时刻电负荷k切除的有功功率。


3.根据权利要求1所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立基于电气耦合系统安全预警的紧急控制模型的约束条件，具体包括：
建立潮流的约束条件；
建立电负荷切除的有功功率的运行约束；
建立燃气机组的运行约束；
建立线路潮流的约束条件；
建立天然气系统可用储气量的约束条件；
建立紧急控制时刻最大值的约束条件。


4.根据权利要求3所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立潮流的约束条件，具体如下：



Pij,t＝(θi,t-θj,t)/xij,ij∈SB,i，i∈SNe,j∈SNe
式中，i和j都为电力节点编号，SNe为所有电力节点构成的集合，l为受天然气系统故障影响的燃气机组的编号，SGf,i为与电力节点i相连的所有受天然气系统故障影响的燃气机组共同构成的集合，Pl,t为t时刻受天然气系统故障影响的燃气机组l产生的有功功率，m为不受天然气系统故障影响的燃气机组产生的有功功率值，SGnf,i为与电力节点i相连的所有不受天然气系统故障影响的燃气机组共同构成的集合，Pm,t为t时刻不受天然气系统故障影响的燃气机组m产生的有功功率，SL,i与电力节点i相连的所有电负荷共同构成的集合，Pk,t为t时刻电负荷k消耗的有功功率，ij为以电力节点i和和电力节点j为端点的支路，SB,i为所有与电力节点i相连的支路共同构成的集合，Pij,t为t时刻支路ij中的有功功率，θi,t和θj,t分别为t时刻电力节点i和电力节点j的电压相角，xij为支路ij的电抗。


5.根据权利要求3所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立电负荷切除的有功功率的运行约束，具体如下：






式中，Pk,t+1为t+1时刻电负荷k消耗的有功功率，为t时刻电负荷k切除的有功功率，Pk,t为t时刻电负荷k消耗的有功功率。


6.根据权利要求3所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立燃气机组的运行约束，具体如下：









Pl,T＝0
-Rdl≤Pl,t+1-Pl,t≤0
0≤Pm,t+1-Pm,t≤Rum
式中，Ml,t为t时刻受天然气系统故障影响的燃气机组l消耗天然气的质量流量，ρG为天然气的密度，LHV为天然气的低位热值，ηl为燃气机组l的发电效率，Pl和分别为受天然气系统故障影响的燃气机组l产生的有功功率的下限和上限，Pm和分别为不受天然气系统故障影响的燃气机组m产生的有功功率值的下限和上限，T为所有紧急控制时刻构成的集合，T＝{1,2…T}，T为紧急控制时刻的最大值，Pl,T为T时刻受天然气系统故障影响的燃气机组l产生的有功功率，Rdl为受天然气系统故障影响的燃气机组l的向下爬坡速率，Pl,t+1为t+1时刻受天然气系统故障影响的燃气机组l产生的有功功率，Pm,t+1为t+1时刻不受天然气系统故障影响的燃气机组m产生的有功功率，Rum为不受天然气系统故障影响的燃气机组m的向上爬坡速率，Pm,t为t时刻不受天然气系统故障影响的燃气机组m产生的有功功率，Pl,t为t时刻受天然气系统故障影响的燃气机组l产生的有功功率。


7.根据权利要求3所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立线路潮流的约束条件，具体如下：



式中，Pij和分别为支路ij中的有功功率的下限和上限，Pij,t为t时刻支路ij中的有功功率。


8.根据权利要求3所述的基于电气耦合系统安全预警的紧急控制方法，其特征在于，
建立天然气系统可用储气量的约束条件，具体如下：












ALPn,t≥0，n∈SNg
式中，n为受天然气系统故障影响的天然气节点的编号，SNg为所有受天然气系统故障影响的天然气节点共同构成的集合，ρG为天然气的密度，ALPn,0为在故障发生时天然气节点n处的可用储气量，ALPn,1为1时刻天然气节点n处的可用储气量，Deq,n为向天然气节点n供气的天然气管道的等效直径，Leq,n为天然气系统中的故障点到天然气节点n的故障距离，Deq,n和Leq,n由天然气能量管理系统提供，SGf,n为天然气节点n处的所有受天然气系统故障影响的燃气机组的集合，Ml,0为燃气机组l在故障发生时消耗天然气的质量流量，h为非燃气机组天然气负荷的编号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏斌，王卫，郭庆来，宫成，王彬，潘昭光，
申请(专利权)人：清华大学，国网北京市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11