考虑综合能源枢纽灵活性的电-气耦合系统风险调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑综合能源枢纽灵活性的电

【技术实现步骤摘要】
考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法


[0001]本专利技术涉及了一种电
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气耦合系统风险调度方法，具体涉及一种考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法。

技术介绍

[0002]随着燃气电厂利用率的不断提高，电力系统和燃气系统的相互联系也越来越紧密，电
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气耦合系统日益成为重要的能源系统形式。然而，由于日益增多的不确定性因素，如新能源出力波动和随机元件故障，电
‑
气耦合系统的风险问题也越来越突出，并可能发生连锁故障，造成电
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气耦合系统的大面积停电。因此，如何处理风险问题和提高电
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气耦合系统的可靠性已经引起了广泛关注。
[0003]以前的研究主要是利用能源生产侧的调度来应对电
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气耦合系统的运行风险问题，如气井和发电厂的调度安排。随着系统不确定性的增加，例如可再生能源的变化，仅由能源生产端来提供灵活资源无法满足电
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气耦合系统的可靠运行。因此，在高度不确定的环境中，亟需探索更多的灵活资源来进行电
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气耦合系统的风险管理。随着先进信息技术的发展，位于电
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气耦合系统负荷端的多能源消费者，例如综合能源枢纽，可通过需求响应对系统运行做出有效的反应。因此，亟需探索可综合利用能源生产侧和消费侧的灵活调节资源的风险调度方法。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法。本专利技术方法通过利用综合能源枢纽的灵活域信息，可将其纳入到风险调度中，实现了在风险调度时同时考虑发电侧和负荷侧的灵活资源。本方法实现了对负荷侧综合能源枢纽的调节能力的挖掘，保证电
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气耦合系统的安全可靠运行。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]本专利技术电
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气耦合系统风险调度方法包括如下步骤：
[0007]步骤1)建立考虑综合能源枢纽灵活性约束、电
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气耦合系统运行约束和安全约束的电
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气耦合系统风险管理模型。
[0008]步骤2)将电
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气耦合系统的电负荷削减代价和弃风代价输入电
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气耦合系统风险管理模型中，电
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气耦合系统风险管理模型输出电
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气耦合系统的运行参数和运行风险指标至电
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气耦合系统调度中心，进而传输至综合能源枢纽调度中心。
[0009]步骤3)综合能源枢纽调度中心根据电
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气耦合系统的运行参数和运行风险指标调整综合能源枢纽的运行状态，实现电力系统的风险调度，以满足不同场景下的终端能源负荷。
[0010]所述的步骤1)中，电
‑
气耦合系统包括电力系统和天然气系统，电力系统包括若干电力节点、燃煤机组、燃气机组和风力发电厂，各个电力节点之间通过各个电力线路相连接；天然气系统包括若干天然气节点、天然气井和压缩机设备，各个天然气节点之间通过各
个天然气管道相连接；天然气网络中还包括若干压缩机支路，每条压缩机支路的两端分别连接一个天然气节点，每条压缩机支路上均设有压缩机设备；电
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气耦合系统将电力和天然气经综合能源枢纽后输入终端需求侧，为终端需求侧提供电力、天然气和热力；综合能源枢纽包括燃气锅炉、电储能设备、电热泵和热电联产机组。
[0011]燃气锅炉是一种通过消耗天然气来产热的装置；电储能设备是指能将电力储存的装置；电热泵是消耗电能实现热能从低温到高温传递的装置；热电联产机组使用天然气作为燃料产生电力和热能的装置。基于综合能源系统提供的电力和天然气，满足终端能源负荷侧用户的电力、天然气、热等能源需求。
[0012]综合能源枢纽调度中心是指负责综合能源枢纽运行的机构，可对综合能源枢纽内部设备的运行状态进行调整。综合能源枢纽运行的灵活性主要是指从电
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气耦合系统输入到综合能源枢纽的能量的调节能力，它受制于综合能源枢纽中的设备(如热电联产机组)的运行限制和终端负荷的能源需求。由于能源输入包含两种形式，即电力和燃气，因此灵活域被描述为一个二维空间。综合能源枢纽的电力和天然气输入可以在这个区域内进行调节，这可以为电
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气耦合系统提供灵活资源。灵活域是指综合能源枢纽的电力输入和天然气输入的可调范围，可表示为以电力输入为横坐标、天然气输入为纵坐标的二维区域。电
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气耦合系统调度中心是指负责综合能源枢纽实际调度运行的机构，可以调整综合能源枢纽中各个装置的运行状态。
[0013]基于电
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气耦合系统风险管理模型，电
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气耦合系统调度中心确定不同场景下的风险管理措施的决策结果，如电厂的备用安排和对能源枢纽的能源输入，得到调度结果。电
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气耦合系统调度中心确定了不同场景下综合能源枢纽的能量输入计划以后，将其发送给能源枢纽调度中心。
[0014]由于灵活域代表了综合能源枢纽的运行可行点，电
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气耦合系统调度中心可以在保证综合能源枢纽正常运行的同时确定电
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气耦合系统的调度计划。电
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气耦合系统确定的能量输入计划可以直接被综合能源枢纽调度中心利用，综合能源枢纽调度中心根据电
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气耦合系统调度中心的能量输入计划，调整枢纽内能源设备的运行状态，以满足不同场景下的终端能源负荷。因此，可以有效地将综合能源枢纽的灵活性纳入到电
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气耦合系统的风险管理中，并且可以避免这两个调度中心之间的迭代和通信压力。
[0015]所述的步骤1)中，建立的考虑综合能源枢纽灵活性约束、电
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气耦合系统运行约束和安全约束的电
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气耦合系统风险管理模型，具体如下：
[0016][0017][0018][0019]其中，和分别表示电力系统和天然气系统的运行代价；p
s
为电
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气耦合系统在场景s下的概率；和分别表示电力系统的电负荷削减代价和弃风代价；和分别表示电
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气耦合系统在场景s下在时间t电力节点i的电负荷削减和风电功率削减；表
示电力系统中燃煤机组g的发电代价；和分别表示在时间t电力节点i上的燃煤机组g的发电功率、上备用功率和下备用功率；c
ru
和c
rd
分别表示风力发电厂的上备用代价和下备用代价；和分别表示在时间t电力节点i上的燃气机组k的上备用功率和下备用功率；表示在时间t电力节点i的电负荷削减；表示在时间t电力节点i上的风力发电厂e的风电功率削减；和分别表示在时间t天然气节点m上的天然气井w的产气量和生产代价；和分别表示在时间t天然气节点m的天然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法，其特征在于：方法包括如下步骤：步骤1)建立考虑综合能源枢纽灵活性约束、电
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气耦合系统运行约束和安全约束的电
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气耦合系统风险管理模型；步骤2)将电
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气耦合系统的电负荷削减代价和弃风代价输入电
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气耦合系统风险管理模型中，电
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气耦合系统风险管理模型输出电
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气耦合系统的运行参数和运行风险指标至电
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气耦合系统调度中心，进而传输至综合能源枢纽调度中心；步骤3)综合能源枢纽调度中心根据电
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气耦合系统的运行参数和运行风险指标调整综合能源枢纽的运行状态，实现电力系统的风险调度。2.根据权利要求1所述的一种考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法，其特征在于：所述的步骤1)中，电
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气耦合系统包括电力系统和天然气系统，电力系统包括若干电力节点、燃煤机组、燃气机组和风力发电厂，各个电力节点之间通过各个电力线路相连接；天然气系统包括若干天然气节点、天然气井和压缩机设备，各个天然气节点之间通过各个天然气管道相连接；天然气网络中还包括若干压缩机支路，每条压缩机支路的两端分别连接一个天然气节点，每条压缩机支路上均设有压缩机设备；电
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气耦合系统将电力和天然气经综合能源枢纽后输入终端需求侧，为终端需求侧提供电力、天然气和热力；综合能源枢纽包括燃气锅炉、电储能设备、电热泵和热电联产机组。3.根据权利要求2所述的一种考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法，其特征在于：所述的步骤1)中，建立的考虑综合能源枢纽灵活性约束、电
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气耦合系统运行约束和安全约束的电
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气耦合系统风险管理模型，具体如下：气耦合系统风险管理模型，具体如下：气耦合系统风险管理模型，具体如下：其中，和分别表示电力系统和天然气系统的运行代价；p
s
为电
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气耦合系统在场景s下的概率；和分别表示电力系统的电负荷削减代价和弃风代价；和分别表示电
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气耦合系统在场景s下在时间t电力节点i的电负荷削减和风电功率削减；表示电力系统中燃煤机组g的发电代价；和分别表示在时间t电力节点i上的燃煤机组g的发电功率、上备用功率和下备用功率；c
ru
和c
rd
分别表示风力发电厂的上备用代价和下备用代价；和分别表示在时间t电力节点i上的燃气机组k的上备用功率和下备用功率；表示在时间t电力节点i的电负荷削减；表示在时间t电力节点i上的风力发电厂e的风电功率削减；和分别表示在时间t天然气节点m上的天然气井w的产气量和生产代价；和分别表示在时间t天然气节点m的天然气负荷削减和削减代价；所述的步骤2)中的电
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气耦合系统的电负荷削减代价和弃风代价分别为电力系统的电
负荷削减代价和弃风代价电
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气耦合系统的运行参数具体包括在时间t电力节点i上的燃煤机组g的发电功率上备用功率和下备用功率在时间t电力节点i上的燃气机组k的上备用功率和下备用功率在时间t电力节点i的电负荷削减在时间t电力节点i上的风力发电厂e的风电功率削减以及在时间t天然气节点m上的天然气井w的产气量电
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气耦合系统运行约束包括电力系统运行约束和天然气系统运行约束。4.根据权利要求3所述的一种考虑综合能源枢纽灵活性的电
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气耦合系统风险调度方法，其特征在于：所述的综合能源枢纽灵活性约束具体如下：法，其特征在于：所述的综合能源枢纽灵活性约束具体如下：法，其特征在于：所述的综合能源枢纽灵活性约束具体如下：其中，表示在时间t天然气节点m上的综合能源枢纽的天然气输入；表示在时间t天然气节点m上的综合能源枢纽的灵活域中时间无关灵活域的天然气输入；表示在时间t从电力节点i上的综合能源枢纽的电力输入；和分别表示在时间t电力节点i上的综合能源枢纽的灵活域中时间无关灵活域和时间耦合灵活域的电力输入；表示在时间t电力节点i上的综合能源枢纽的灵活域边界的外法向量；和分别表示在时间t电力节点i上的综合能源枢纽的灵活域中采用射线投影方法获得的参考点的横纵坐标；和分别表示在时间t电力节点i上的综合能源枢纽的灵活域中采用射线投影方法获得的投影点的横纵坐标；和分别表示在时间t和时间t
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1电力节点i上的电储...

【专利技术属性】
技术研发人员：包铭磊，孙晓聪，惠恒宇，丁一，张帆，丰佳，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：