一种基于解析法的电-热互联综合能源系统概率潮流确定方法技术方案

本发明专利技术基于解析法和近似法，公开了一种电

【技术实现步骤摘要】
一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统运行调度与控制
，特别是一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定方法。

技术介绍

[0002]区域综合能源系统以电力系统为核心，综合考虑电、气、热等多种用能需求，形成具有多能协同特征的综合系统。但目前电力系统、热力系统等普遍存在独立规划、独立运行的特点，各种能源网络间缺乏有效交互，难以发挥多能源系统的耦合互补的优势。随着能源互联网的快速发展，当前的研究热点集中在对于冷、热、电、气等多种类型能量形式的综合规划与利用。
[0003]电
‑
热系统稳态潮流属于确定性分析，它是对综合能源系统深入研究的基础。综合能源系统稳态潮流是研究电网、气网和热网耦合形成的多网流系统潮流分布，且主要从模型和求解方法两方面进行研究。在模型方面，电网稳态潮流方程是由节点功率方程组成的非线性方程组。气网稳态模型包括管道流量方程、加压站方程和节点流量平衡方程三个方面。热网稳态模型主要包括水力模型和热力模型两个方面。
[0004]随着新能源大量并网，增大了负荷的不确定性，同时能源转化设备应用日益广泛增强了不同能源系统间的耦合程度，因此综合能源系统中包含大量的不确定性因素，如各类负荷或新能源出力的波动、故障等，且不同能源网络之间存在相互影响，某网络的波动可能对综合能源系统潮流分布产生根本性的变化，仅通过确定性分析难以把握综合能源系统在不确定环境下的运行状态，所以在综合能源系统运行分析中，为考查各种不确定性因素对系统运行的影响，需要大量地重复性潮流计算，而概率潮流计算能够充分考虑这些不确定性因素，从而更全面地反映系统运行状况。
[0005]本专利技术研究电
‑
热互联综合能源系统概率潮流，它是描述负荷或其他状态发生波动时，系统状态变量的概率情况。电
‑
热互联综合能源系统概率潮流属于不确定性分析，它对整个系统安全稳定具有重要意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定方法，在保证计算精度的同时提高了计算效率。
[0007]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0008]一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流的确定方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：获取电力系统的参数信息，包括电网拓扑、支路参数信息、发电机参数信息和电负荷信息；
[0010]步骤2：获取热力系统的参数信息，包括热网拓扑、管道参数信息、热源参数信息和热负荷信息；
[0011]步骤3：根据步骤1和步骤2获取的参数信息，构建电
‑
热互联综合能源系统非线性稳态模型；
[0012]步骤4：根据步骤3的模型构建辐射状供热网络概率潮流模型，确定辐射状供热网络概率潮流；
[0013]步骤5：根据步骤4的结果和热电联产机组热电比，确定电网概率潮流信息；
[0014]步骤6：根据步骤4和步骤5的结果，输出电
‑
热互联综合能源系统概率潮流结果。
[0015]一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定系统，包括以下模块：
[0016]参数信息获取模块：用于获取电力系统和热力系统的参数信息；
[0017]非线性稳态模型构建模块：基于参数信息获取模块获取的参数，构建电
‑
热互联综合能源系统非线性稳态模型；
[0018]热网概率潮流信息模块：用于构建辐射状供热网络概率潮流模型，确定辐射状供热网络概率潮流；
[0019]电网概率潮流信息模块：用于确定电网概率潮流信息。
[0020]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0021](1)本专利技术提出一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定方法，首先通过正态分布函数的数字特征得到管道流量的均值与方差，然后利用连续型随机变量的性质得到了节点温度的均值与方差，当求得热电联产机组热出力概率分布后可得机组电出力概率分布，最后求得电网各状态变量的概率分布。
[0022](2)本专利技术模型简单，计算量极小，且不存在收敛性问题；
[0023](3)本专利技术适用于求解辐射状热网的概率潮流，在保证计算精度的同时极大提高了计算效率。
[0024]下面结合具体实施方式与附图对本专利技术做进一步说明。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中理想辐射状热网模型的结构示意图。
[0026]图2为本专利技术实施例中实际辐射状热网模型的结构示意图。
[0027]图3为本专利技术实施例中电
‑
热互联综合能源系统示意图。
[0028]图4为本专利技术实施例中热出力误差引起的电网电压误差示意图。
[0029]图5为本专利技术实施例中热出力误差引起的电网相角误差示意图。
[0030]图6为本专利技术实施例中节点19温度标准差随管道长度变化情况示意图。
[0031]图7为本专利技术实施例中节点19温度标准差随热负荷值变化情况示意图。
[0032]图8为本专利技术实施例中节点19温度标准差随热负荷波动量变化情况示意图。
[0033]图9为本专利技术实施例中管道1流量标准差与管道长度、热负荷关系示意图。
[0034]图10为本专利技术实施例中节点19温度标准差与管长、热负荷关系示意图。
具体实施方式
[0035]一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定方法，包括以下步骤：
[0036]步骤1：获取电力系统的参数信息，包括电网拓扑、支路参数信息、发电机参数信息和电负荷信息；
[0037]步骤2：获取热力系统的参数信息，包括热网拓扑、管道参数信息、热源参数信息和热负荷信息；
[0038]步骤3：根据步骤1和步骤2获取的参数信息，构建电
‑
热互联综合能源系统非线性稳态模型，具体为：
[0039][0040][0041]Am＝m
q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0042]Bh
f
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0043]h
f
＝Km|m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0044][0045][0046][0047]Φ＝C
p
m
q
(T
s
‑
T
o
)
ꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0048][0049](Σm
out
)T
out
＝∑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取电力系统的参数信息，包括电网拓扑、支路参数信息、发电机参数信息和电负荷信息；步骤2：获取热力系统的参数信息，包括热网拓扑、管道参数信息、热源参数信息和热负荷信息；步骤3：根据步骤1和步骤2获取的参数信息，构建电
‑
热互联综合能源系统非线性稳态模型；步骤4：根据步骤3的模型构建辐射状供热网络概率潮流模型，确定辐射状供热网络概率潮流；步骤5：根据步骤4的结果和热电联产机组热电比，确定电网概率潮流信息；步骤6：根据步骤4和步骤5的结果，输出电
‑
热互联综合能源系统概率潮流结果。2.根据权利要求1所述的基于解析法的电
‑
热互联综合能源系统概率潮流确定方法，其特征在于，所述步骤3中的电
‑
热互联综合能源系统非线性稳态模型具体为：热互联综合能源系统非线性稳态模型具体为：Am＝m
q
ꢀꢀꢀꢀ
(3)Bh
f
＝0
ꢀꢀꢀꢀ
(4)h
f
＝Km|m|(5)＝Km|m|(5)＝Km|m|(5)Φ＝C
p
m
q
(T
s
‑
T
o
)
ꢀꢀꢀꢀ
(9)(∑m
out
)T
out
＝∑(m
in
T
in
)
ꢀꢀꢀꢀ
(11)C
m
＝Φ
CHP
/P
CHP
ꢀꢀꢀꢀ
(12)C
z
＝ΔΦ/ΔP＝Φ
CHP
/(η
e
F
in
‑
P
CHP
)
ꢀꢀꢀꢀ
(13)式中，P
i
和Q
i
分别为节点i的注入有功功率和注入无功功率，U
i
为节点i电压，U
j
为节点j电压，n为与节点i相连的支路数，θ
ij
＝θ
i
‑
θ
j
，θ
ij
为节点i与节点j的电压相角差，θ
i
为节点i相角，θ
j
为节点j相角；G
ij
、B
ij
分别为π型等效电路的电导、电纳，A为网络节点
‑
支路管道关联矩阵，m为热网管道流量，m
q
为节点流入负荷流量，B为回路关联矩阵，h
f
为由摩擦损失引起的管道压降，K为管道的阻力系数，L为管道长度，f为管道摩擦系数，D为管道直径，ρ为水密度，g为重力加速度，Re为雷诺数，μ为水的运动粘度，ε为管道粗糙度，Φ为热负荷，C
p
为水比热
容，m
q
为节点流入负荷流量，T
s
为节点供水温度，T
o
为节点回水温度，T
end
为管道末端温度，T
start
为管道首端温度，T
a
为环境温度，λ为传热系数，m
out
是流出节点的管道流量，T
out
是节点混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红，王文学，伏祥运，何维祥，王博，王炜，张志福，许其楼，袁斌，王舒捷，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，
类型：发明
国别省市：