一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法技术

本申请实施例提供了一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，涉及供电技术领域，包括：根据包含电

【技术实现步骤摘要】
一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法


[0001]本申请涉及供电
，特别是涉及一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法。

技术介绍

[0002]在分布式能源系统中，配电网的运行方式很大程度影响着配电网线损、负荷均衡度、供电质量等供电指标，因此，相关技术提出利用配电网优化重构技术，在满足配电网呈辐射状、馈线热熔、节点电压偏差要求和变压器容量要求的前提下，利用配电网中存在的大量的分段开关和联络开关，改变配电网络拓扑结构，提高配电的可靠性，降低线损，均衡负荷和改善供电电压质量等，进而提高配电系统的安全性和经济性。
[0003]得益于物理信息技术和创新管理模式的发展，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源的综合能源系统将成为能源供给的主力模式，以此实现多种异质能源子系统之间的协调规划、互补互济，提升能源利用效率，促进能源的可持续发展，实现多能源体之间的高度耦合更是未来的发展方向。而分布式综合能源系统，依托于多种能源体本身在地域位置上存在的差异，通过综合能源配电网，按用户的需求就地生产为用户配送用电，更是离不开配电网优化重构技术，但也极大地增加了配电网优化重构的复杂程度。甚至更进一步的，在综合能源系统的加入可再生新能源体也已经是大势所趋，但是可再生新能源的产能普遍存在间歇性，比如风力发电、太阳能发电等，当综合系统中包括可再生新能源体时，增加了综合能源系统中协调分配的不确定性，更让配电网的优化重构变得难上加难。
[0004]然而，目前的配电网重构技术仍然普遍是针对单一配电网结构的能源系统进行优化，若直接应用于包含可再生新能源的耦合型综合能源系统，则极有可能造成配电负荷失衡、供电电压质量和供电可靠性下降、网损过高等一系列问题。
[0005]因此，目前亟需能够针对耦合型新能源综合能源配电网进行优化重构方法。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本申请实施例提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，以高效合理地对包含新能源的耦合型综合能源系统的配电网进行优化重构，所述方法包括：
[0007]构建综合能源系统，所述综合能源系统包括至少一种间歇性可再生能源产生装置、电
‑
气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关；其中，所述柔性多状态开关控制所述配电网与所述间歇性可再生能源产生装置之间的通断状态、所述配电网与所述电
‑
气双向耦合装置之间的通断状态；
[0008]根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据所述综合能源系统的运行参数，构建配电网优化重构模型；其中，所述运行参数至少包括所述电
‑
气双向耦合装置的第一运行参数，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数；
[0009]将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本
之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值；
[0010]根据所述多个柔性多状态开关的状态值，调节所述多个柔性多状态开关的通断状态，完成所述配电网的优化重构。
[0011]从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，根据包含电
‑
气双向耦合装置和间歇性可再生能源产生装置的综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据至少包括电
‑
气双向耦合装置的第一运行参数，间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数的运行参数，构建配电网优化重构模型；将综合能源系统的综合成本与间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于综合能源系统模型，求解配电网优化重构模型，调节多个柔性多状态开关的通断状态，完成配电网的优化重构。本申请实施例通过综合考虑可再生能源产生装置的弃能率和整个能源系统的综合运行成本，针对含有间歇性可再生能源的电
‑
气耦合型综合能源配电网进行重构，可以在保证新能源产生装置的能源利用率的前提下，对配电网进行优化重构，能够同时兼顾能源利用率和经济效益，实现环保和实用性的统一。
附图说明
[0012]图1是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法的步骤流程图；
[0013]图2是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源系统的连接结构示意图；
[0014]图3是本申请实施例提供的一种求解配电网优化重构模型的流程示意图；
[0015]图4是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构装置的结构框图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术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，都属于本申请保护的范围。
[0017]随着风能和太阳能等间歇性可再生能源的技术成本大幅度下降，为人类社会的电力需求提供了越大越广阔的具有成本效益的可持续供能前景。但是，受限于外部环境所提供的能源，太阳能和风能等可再生能源难免具有间歇性，增加了整个电网运行的复杂性。电网运营商必须协调能源资源的间歇性、电网运行的可靠性以及成本最低的最佳性能之间的关系。
[0018]相关技术提出使用电
‑
气双向耦合装置，对电网中的电能和天然气网中的天然进行转换，在电能过剩时由P2G(Power To Gas可再生能源发电技术)设备将电能转换为天然气中的气能，在天然气能过剩时，由燃气机组将天然气中的气能转换为电能，对间歇性可再生能源产生装置和天然气井中过剩能源进行流动性协调，一定程度上解决了储能设备有限的问题，降低了储能成本和运行成本。但是这样的耦合型综合能源系统，对电力系统运行、管理与控制，提出了更高的要求。
[0019]相关技术已经提出对配电网进行重构，通过改变配电网络中大量的常闭分段开关和常开联络开关的通断状态，改变配电网络拓扑结构。与配电网的故障重构主要解决配电网供电故障不同，优化重构一方面旨在不断降低电力系统的能耗和线损，提高电力系统运行的经济效益，另一方面旨在均衡负荷，消除过载，提高供电质量。但是，目前的配电网优化重构技术针对的是单一配电网结构的能源系统，并未考虑间歇性可再生能源对配电网产生的影响，更未考虑在此场景下电
‑
气双向耦合装置的对配电网产生的影响，使包含间歇性可再生能源的电
‑
气耦合型综合能源系统的网损成本、运行成本过高，供电质量不佳，严重制约了综合能源技术和新能源技术的发展。
[0020]针对上述问题的分析，专利技术人提出一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，根据包含电
‑
气双向耦合装置和间歇性可再生能源产生装置的综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据至少包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，其特征在于，所述方法包括：构建综合能源系统，所述综合能源系统包括至少一种间歇性可再生能源产生装置、电
‑
气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关；其中，所述柔性多状态开关控制所述配电网与所述间歇性可再生能源产生装置之间的通断状态、所述配电网与所述电
‑
气双向耦合装置之间的通断状态；根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据所述综合能源系统的运行参数，构建配电网优化重构模型；其中，所述运行参数至少包括所述电
‑
气双向耦合装置的第一运行参数，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数；将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值；根据所述多个柔性多状态开关的状态值，调节所述多个柔性多状态开关的通断状态，完成所述配电网的优化重构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型，包括：根据所述电
‑
气双向耦合装置，建立气转电装置的运行模型，以及，电转气装置的运行模型；根据所述配电网，建立配电网第一交流潮流模型，以及，配电网第二交流潮流模型；根据所述综合能源系统中的配气网，建立配气网的气源模型，配气管道气流稳态模型，加压站模型，以及，配气网网络拓扑模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述电
‑
气双向耦合装置，建立气转电装置的运行模型，以及，电转气装置的运行模型，包括：根据所述电
‑
气双向耦合装置中的气转电装置发电所消耗的天然气流量大小、所述气转电装置的发电能量转化效率、以及单位换算系数，与所述电
‑
气双向耦合装置中的气转电装置消耗天然气输出的电功率之间的恒等关系式，建立所述气转电装置的运行模型；根据所述电
‑
气双向耦合装置中的电转气装置输出天然气的能量转化效率、所述电转气装置输出天然气需要消耗的电功率、所述单位换算系数，与所述电
‑
气双向耦合装置中的电转气装置消耗电能输出的天然气流量大小之间的恒等关系式，建立所述电转气装置的运行模型。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述配电网，建立配电网第一交流潮流模型，以及，配电网第二交流潮流模型，包括：在极坐标形式下，根据所述配电网中目标时刻各节点注入的有功功率之和和无功功率之和、所述配电网中所述目标时刻各节点负荷的有功功率之和和无功功率之和，与所述目标时刻节点支路上流过的有功功率和无功功率之间的恒等关系式，建立所述配电网第一交流潮流模型；根据所述节点支路上的电导和电纳、相邻两个节点各自的电压幅值、所述目标时刻相邻两个节点之间的相位差，与所述节点支路上流过的有功功率和无功功率之间的恒等关系式，建立所述配电网第二交流潮流模型；其中，所述节点支路是相邻两个节点之间的支路。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述综合能源系统中的配气网，建立配气网的气源模型，配气管道气流稳态模型，加压站模型，以及，配气网网络拓扑模型，包括：根据所述配气网中配气管道气源的供气量上限值和供气量下限值，建立所述配气网的气源模型；根据所述配气管道两端节点之间的气压差及管道参数，与所述配气管道的稳态传输流量之间的关系，建立所述配气管道气流稳态模型；根据所述配气网中的加压站的进气口节点气压、升压比，与加压站的出气口节点气压之间的关系，以及，所述配气管道中流过压缩机的气流量上限值，建立所述加压站模型；其中，所述加压站用于对所述配气管道内的气体进行加压配气网；利用配气网节点
‑
管道关联矩阵描述节点与管道之间的拓扑关系，以及利用配气网节点
‑
加压站关联矩阵描述节点与加压站之间的拓扑关系；根据所述配气网节点
‑
管道关联矩阵和所述配气网节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧天磊，周步祥，姚先禹，罗欢，陈实，董申，陈阳，闵昕玮，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：