一种计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计及可靠性的电

【技术实现步骤摘要】
一种计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法


[0001]本专利技术涉及综合能源的
，尤其涉及一种计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法。

技术介绍

[0002]能源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会的命脉。由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源综合利用，就成为解决社会经济快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择,在这样的背景下，综合能源系统的概念应运而生。电
‑
气综合能源系统是以电力系统为核心，打破供电、供气、供冷、供热等各种能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，在规划、设计、建设和运行的过量，对气能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调与优化，充分利用可再生能源的新型区域能源供应系统。
[0003]基于天然气和电力供能的微网系统是典型用户侧综合能源系统形态，通过对微网中天然气和电力环节进行协调优化，可以提高可再生能源利用率；此外，也可以在耦合系统中发展储气、储电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法，其特征在于，包括：对系统元件的状态进行抽样，确定系统的运行状态；对系统装置进行可靠性建模，并对系统中各元件连接状态进行拓扑分析；对分析后的系统进行能流计算，判断是否需要能量优化。2.如权利要求1所述的计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法，其特征在于：当能流计算结果存在功率过载、能流不收敛的问题时，对系统进行能量优化；当能流计算结果正常时，以最大抽样次数K作为收敛判据，当达到最大抽样次数K时，结束计算；当抽样次数未达到时，则进行下一次抽样。3.如权利要求2所述的计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法，其特征在于：所述能量优化，包括：定义一种基于可靠性的电
‑
气综合能源系统的优化配置模型，并使用改进粒子群算法对其进行有效求解；所述优化配置模型的步骤包括：建立电
‑
气综合能源系统经济调度模型的目标函数；确立电
‑
气综合能源系统经济调度模型的等式约束条件；确立电
‑
气综合能源系统经济调度模型的不等式约束条件。4.如权利要求3所述的计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法，其特征在于：所述目标函数，包括：定义系统包含非燃气发电机总数为N
GT
编号i＝1,2,3...N
GT
，气源点总数为N
N
编号j＝1,2,3...N
N
，燃气轮机总数为N
GT
编号q＝1,2,3...N
GT
，电转气装置总数为N
P2G
编号p＝1,2,3...N
P2G
，燃气热电联产机组总数为N
CHP
编号h＝1,2,3...N
CHP
，以及储气罐总数为N
S
编号k＝1,2,3...N
S
；以电
‑
气综合能源系统运行总成本最小为目标函数，所述目标函数表示为：其中，C
N,j
为第j个气源点的天然气成本系数，C
GT,q
为第q个燃气轮机的运行成本系数，C
CHP,h
为第h个燃气热电联产机组的运行成本系数，C
P2G,p
为第p个电转气装置的运行成本系数，C
S,k
为第k个储气罐的运行成本系数；P
G,i,t
表示t时刻第i个非燃气发电机的有功出力，Q
N,j,t
表示t时刻第j个气源的天燃气供应流量，P
GT,q,t
表示t时刻第q个燃气轮机的有功出力，P
CHP,h,t
表示t时刻第h个燃气轮机的有功出力，P
P2G,p,t
表示t时刻第p个电转气消耗的的电功率，表示t时刻第k个储气罐的天燃气输出流量；f(P
GT,i,t
)表示非燃气发电机运行成本，具体为：其中，α
i
,β
i
,γ
i
为第i个非燃气发电机运行成本函数f(P
GT,i,t
)的参数且α
i
,β
i
,γ
i
＞0；C
L
表示与可靠性相对应的失负荷的惩罚成本，表示为：C
L
＝C
e
*EEDNS+C
h
*EGDNS+C
W
*EWPA
其中，C
e
表示失去电负荷的惩罚成本系数，C
h
表示失去热负荷的惩罚成本系数，C
w
表示产生弃风的惩罚成本系数；EEDNS表示电负荷未供应期望，EHDNS表示热负荷未供应期望，EWPA表示产生弃风期望；P(x)表示系统状态x出现的概率；G1，G2，G3分别表示出现失去电负荷未供应量、热负荷未供应量和产生弃风现象的状态集合；ΔP
e
(x)、ΔP
h
(x)、ΔP
w
(x)分别表示系统状态x时的电负荷、热负荷未供应量和弃风量。5.如权利要求4所述的计及可靠性的电
‑
气综合能源系统优化方法，其特征在于：所述等式约束条件，包括：电
‑
气综合能源系统电功率有功平衡约束表示为：ΔP＝P
GT,i,t
+P
GT,q,t
+P
CHP,h,t
‑
P
P2G,p,t
‑
P
L,t
＝0其中，ΔP(x)表示系统电功率偏差，P
L,t
表示t时刻系统电负荷需求；电
‑
气综合能源系统天然气流量平衡约束表示为：其中，ΔQ表示系统天然气流量偏差，表示t时刻第k个储气罐的天然气注入流量，Q
P2G,p,t
表示t时刻第p个电转气电转气转换得到的天然气流量，Q
GT,q,t
表示t时刻第i个燃气轮机消耗的天然气流量，Q
CHP,h,t
表示t时刻第i个燃气热电联产机组消耗的天然气流量；储气罐的存储容量约束表示为：其中，S
S,k,t
表示t时刻第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡瑞雪，王铭锋，赵芯莹，王长春，刘岩，吴卓航，吕忠华，吴昊，贾博，李博，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
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