一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统，建立电力系统和天然气系统联合的综合能源系统优化规划模型，模型为一种两阶段三层次的抵御—攻击—抵御鲁棒优化规划模型，同时包含电力线路和天然气管道的扩建计划；在第一层中，系统规划管理者需要合理的对电力系统和天然气系统进行联合规划以最小化任何可能的极端事件造成的最大负荷损失；在第二层，攻击者会攻击电力系统和天然气系统中最脆弱的部分以造成最大的负荷损失；在第三层，系统运行管理者会针对极端场景优化系统内部运行状态，达到受损状态下的最小负荷损失。本发明专利技术为建设高效持续安全的现代化供能体系打下了坚实的基础。打下了坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统


[0001]本专利技术属于综合能源系统优化规划
，具体涉及一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统。

技术介绍

[0002]综合能源系统(Integrated Energy System,IES)，是指在一定区域范围内以电力系统为核心，与燃气、热力系统高度耦合，通过统一协调优化不同能源的生产、传输、分配、存储、转化和消费等环节后形成的能源生产供给销售一体化系统，是能源互联网的物理基石。
[0003]历史发展过程中，传统的能源系统规划建设往往都局限于电、气、冷、热等单一供能形式的内部，缺乏相互联系，无法利用不同能源间的特性进行优势互补。目前石油、煤炭等传统化石能源储量日益减少，且其造成的环境污染治理刻不容缓，因此打破原有电气冷热供能体系之间的独立规划建设运营的现存模式，综合规划运行以发挥不同能源的优势互补，最终建立协调统一的社会综合能源系统受到越来越多的重视。从理论上来讲数十年之前就已提出了综合能源系统的概念，在社会供能网络的发展过程中，很长时间内存在着不同能源形式互补优化的情况，例如冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气互联综合能源系统优化规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取系统扩建规划数据、系统运行约束条件数据和价格数据；S2、将第一阶段模型作为主问题，根据步骤S1获取的系统扩建规划数据、系统运行约束条件数据和价格数据构建主问题的目标函数以及对应的约束条件，形成主问题总体模型作为不含极端事件影响条件下的最优规划模型；求解不含极端事件影响条件下的最优规划模型，得到最优规划方案x；S3、将第二阶段模型作为子问题，根据步骤S1获取的系统运行约束条件数据构建子问题目标函数及对应的约束条件，形成子问题总体模型，将子问题目标函数最大值小于最大切负荷上限CL
max
作为迭代收敛条件，利用步骤S2得到的最优规划方案x，将子问题目标函数的双层问题转化为单层问题，然后使用商用求解器求解子问题总体模型，考虑极端事件影响的最小化切负荷优化模型，得到最恶劣的极端事件场景α
Iteration+1
和子问题目标函数值S4、更新步骤S3得到的子问题目标函数值对结果进行输出判断后输出最优规划方案和最恶劣的极端事件场景α
Iteration+1
，实现电气互联综合能源系统优化规划。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，系统扩建规划数据包括：电力系统网架结构数据，待建电力线路参数数据，天然气系统网架数据，待建天然气管道数据，待建燃气轮机节点以及型号数据；系统运行约束数据包括：电网最大出力数据，燃气轮机容量数据及发电效率数据，电力负荷和天然气负荷数据和天然气气源数据；价格数据包括：电网电价，天然气气价，待建电力线路价格，待建天然气管道价格，待建燃气轮机价格和设备年贴现率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，主问题目标函数为：其中，分别为燃气轮机、电力线路、天然气管道的折现率系数；分别为相应机组、线路、管道的投资价格；分别为相应机组、线路、管道的投建状态；分别为典型日d时刻t的电网电价和气网气价；和分别为典型日d时刻t的购电量和购气量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，主问题约束条件具体为：设备投建约束如下：设备投建约束如下：
电网根节点出力约束如下：燃气轮机出力约束如下：燃气轮机气电约束如下：节点功率平衡约束如下：节点功率平衡约束如下：线路容量约束如下：燃气气源出力约束如下：燃气系统节点流量平衡约束如下：燃气管道流量约束如下：其中，gen为燃气轮机编号索引，pl为电力线路编号索引，gp为天然气管道编号索引，分别为相应燃气轮机、线路、管道的初始投建状态，分别为相应机组、线路、管道的投建状态变量；为电网出力变量，为电网根节点最大出力，n0为电网根节点；分别为燃气轮机的出力变量，耗气变量，气电转换系数，为；为节点电力负荷；为线路传输电量变量；为燃气气源出力变量；为节点天然气负荷；为管道传输天然气流量变量，为典型日d内t时刻电网根节点出力，f(j)为线路的起始节点为j，t(j)代表线路的终止节点为j，为线路最大传输容量，为线路l在典型日d内t时刻的传输电量，为天然气气源出力上限，gs为天然气气源编号索引，gn为气网节点编号索引，gp为天然气管道编号索引，为管道最大传输容量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，主问题总体模型如下：
s.t.Ax+By≤Ds.t.Ax+By≤D其中，CL
max
为允许的最大切负荷上限，a
T
为主问题目标函数中与投建变量相关的常数矩阵，b
T
为主问题目标函数中与运行变量相关的常数矩阵，x为系统投建变量，y为正常运行状态下系统运行变量，A为正常运行状态下约束条件中与投建变量相关的常数系数矩阵，B为正常运行状态下约束条件中与运行变量相关的常数系数矩阵，D为正常运行状态下约束条件中的常数项矩阵，c
T
为与切负荷变量相关的常数系数，k为最恶劣极端事件场景数索引，Iteration为迭代次数，同为最恶劣极端事件场景数总数，为极端事件状态下约束条件中与投建变量相关的常数系数矩阵，为极端事件状态下约束条件中与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀丽，马千里，马志程，周强，杨贤明，邵冲，郭慧，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：