基于改进分段线性化的天然气网最优能流计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于改进分段线性化的天然气网最优能流计算方法，属于综合能源系统优化运行领域。所述方法将管道气流方程分段线性化计算，降低管道气流方程的计算复杂度；通过非线性气流模型获取初始分段区间的端点，获得线性分段函数的初始参数，以使初始拟合线段在实际管道气流数值附近；通过优化分段区间的分段点位置，提高管道能流方程的拟合精度；在此基础上，通过采用混合整数线性规划进行最优能流计算，实现能流计算效率的提高。实现能流计算效率的提高。实现能流计算效率的提高。

【技术实现步骤摘要】
基于改进分段线性化的天然气网最优能流计算方法


[0001]本公开涉及综合能源系统优化运行领域，具体涉及一种基于改进分段线性化的天然气网最优能流计算方法。

技术介绍

[0002]近年来，化石燃料的过度开采和使用引发了显著的全球能源危机和环境问题。能源系统脱碳化已成为了世界各国的发展共识。在此背景下，综合能源系统通过多能源互补和协调优化提高能源效率、促进新能源消纳，从而为实现脱碳目标提供有效的解决路径。
[0003]作为综合能源系统的重要组成部分，天然气网络在能源低碳化转型过程中起关键性作用。一方面，天然气是一种低碳高效的清洁能源，是能源系统由煤电主导向新能源主导转变过程中的重要过渡能源，是维护能源系统安全稳定的压舱石；另一方面，天然气发电机组具有占地面积小、调节灵活的优点，可以为电力系统提供良好的调峰调频辅助服务，从而促进电力系统对间歇性可再生能源的消纳。天然气网络的最优能流计算是天然气网运行和规划的重要工具，在实际工程中具有重要意义。由于天然气网中的管道气流方程是一组非凸非线性方程，导致天然气网最优能流模型难以求解。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进分段线性化的天然气网最优能流计算方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：将天然气管道气流模型采用初始分段线性函数组合形式表示；获取天然气管道气流模型的初始分段线性函数参数集合；基于初始分段线性函数参数集合，获取天然气网管道气流模型的分段线性化的最优区间；基于最优区间，获得天然气管道气流模型的改进分段线性化模型；利用天然气管道气流模型的改进分段线性化模型，建立天然气网最优能流计算模型，通过求解该模型获得天然气网最优能流结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述分段线性函数，根据天然气管道的气流模型建立；所述天然气管道的气流模型采用非线性管道气流方程表示；所述非线性管道气流方程如下：其中：p表示管道编号，C
p
是管道参数，L
p
表示管道集合；i和j分别表示管道p的起始和终端节点；π
i
和π
j
分别表示节点i和j的平方气压值，f(Q
p
)表示管道平方气压差；Q
p
表示管道p中传输的气流量；α是由所选择的管道气流模型决定的常数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取天然气管道气流模型的分段线性函数参数集合，包括下述步骤：将管道p中传输的气流量Q
p
的运行范围划分为M个区间，和分别表示管道p中传输气流量的下限和上限，L
p
表示管道集合；在任意第m个分段区间内，所述分段线性函数能够表示为：其中：g
m
(Qp)表示第m个区间的管道平方气压差函数，和表示第m个区间的分段线性函数的参数；获得管道p中传输的气流量分段函数的参数集合其中：式中：分别为第m个区间端点的平方气压差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于分段线性函数参数集合，获取天然气
网管道气流模型的分段线性化的最优区间，包括：将分段线性函数参数集合记作将分段线性函数参数集合记作和表示第m个区间的分段线性函数的参数，M为将管道p中传输的气流量划分的区间总数；将参数集合Z作为样本点集合，将每个分段区间作为一个样本点，采用聚类算法将M个分段区间划分至N个簇中，N为设定值，N＜M，形成N个新的分段区间a表示通过聚类后形成的新的分段区间对应的分段点；将这N个新的分段区间作为天然气网管道气流的分段线性化的最优区间。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢毓东，丁涛，贾文皓，杨淼，方云辉，曹瑞峰，汪溢镭，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：