面向综合能源系统的动态仿真建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种面向综合能源系统的动态仿真建模方法及装置。所述方法包括：基于仿真系统的建模工具，构建天然气管道二端口等效电路模型；其中，所述天然气管道二端口等效电路模型包含管道的两个外部节点；将所述天然气管道二端口等效电路模型构建于所述仿真系统配置的仿真平台中，以使通过所述仿真平台对综合能源系统进行仿真处理。本发明专利技术构建的天然气管道二端口等效电路模型仅保留管道的外部节点，降低了建模的复杂度，实现了准确且高效的综合能源系统仿真。能源系统仿真。能源系统仿真。

【技术实现步骤摘要】
面向综合能源系统的动态仿真建模方法及装置


[0001]本专利技术涉及电
‑
气综合能源系统
，尤其涉及一种面向综合能源系统的动态仿真建模方法及装置。

技术介绍

[0002]21世纪以来，能源消耗和全球环境问题日益突出，能源行业寻求转型和突破，综合能源系统已经成为未来能源结构的主要发展趋势之一。截止2019年全球天然气发电量为6297.9太瓦时，同比增长3.5％。随着电力系统和天然气系统耦合越来越紧密，多能系统网络的相互依存对电网的安全运行产生较大影响。因此，为研究电
‑
气综合能源系统的相互作用机理，有必要研究电
‑
气综合能源系统的动态建模与仿真。
[0003]现有技术中，针对电
‑
气综合能源系统建模一般有两种方法，即混合建模方法和通用建模方法；其中，混合建模方法是针对不同类型的能源形式采用不同的建模方式，并单独描述其耦合关系；通用建模方法通过电路类比法构建天然气管道分立元件等效电路模型，并通过同一个电力系统仿真平台对电
‑
气综合能源系统进行仿真分析。
[0004]然而，上述混合建模方法针对不同的能源需要采用不同的仿真平台，往往需要特定接口模型进行联合仿真，然而不同的仿真平台需要特定的能源数据接口，在数据交互过程中延迟较大，较容易造成累积误差；通用建模方法构建的天然气管道分立元件等效电路模型与空间离散程度有关，离散程度越大，形成的管道电路模型的节点数越多，增加了建模的复杂度并不利于仿真效率的提升。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种面向综合能源系统的动态仿真建模方法及装置，用以解决现有的建模方法难以同时兼顾电
‑
气综合能源系统的电磁暂态仿真的高效性和准确性，实现准确高效的电磁暂态仿真。
[0006]本专利技术提供的一种面向综合能源系统的动态仿真建模方法，包括：
[0007]基于仿真系统的建模工具，构建天然气管道二端口等效电路模型；其中，所述天然气管道二端口等效电路模型包含天然气管道的两个外部节点；
[0008]将所述天然气管道二端口等效电路模型构建于所述仿真系统配置的仿真平台中，以使通过所述仿真平台对综合能源系统进行仿真处理。
[0009]可选的，所述天然气管道二端口等效电路模型的管道外部节点导纳矩阵为：
[0010][0011]其中，A
EX
为对称的2
×
2导纳矩阵，G
11
、G
12
、G
21
和G
22
为节导纳矩阵的常数系数，且G
12
＝G
21
。
[0012]可选的，所述天然气管道二端口等效电路模型还包括等效导纳节点和
[0013]其中，
[0014]可选的，所述天然气管道二端口等效电路模型的导纳矩阵为：
[0015][0016]其中，p
in
(t)为管道第一外部节点的电压，p
out
(t)为管道第二外部节点的电压，M
in
(t)为流入所述管道第一外部节点的天然气质量流量，M
out
(t)为流出所述管道第二外部节点的天然气质量流量，为所述管道第一外部节点的等效电流源，为所述管道第二外部节点的等效电流源。
[0017]本专利技术还提供一种面向综合能源系统的动态仿真建模装置，包括：
[0018]第一处理模块，用于基于仿真系统的建模工具，构建天然气管道二端口等效电路模型；其中，所述天然气管道二端口等效电路模型包含管道的两个外部节点；
[0019]第二处理模块，用于将所述天然气管道二端口等效电路模型构建于所述仿真系统配置的仿真平台中，以使通过所述仿真平台对综合能源系统进行仿真处理。
[0020]可选的，所述天然气管道二端口等效电路模型的管道外部节点导纳矩阵为：
[0021][0022]其中，A
EX
为对称的2
×
2导纳矩阵，G
11
、G
12
、G
21
和G
22
为节导纳矩阵的常数系数，且G
12
＝G
21
。
[0023]可选的，所述天然气管道二端口等效电路模型还包括等效导纳节点和
[0024]其中，
[0025]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述面向综合能源系统的动态仿真建模方法的步骤。
[0026]本专利技术还提供一种暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述面向综合能源系统的动态仿真建模方法的步骤。
[0027]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述面向综合能源系统的动态仿真建模方法的步骤。
[0028]本专利技术提供的面向综合能源系统的动态仿真建模方法及装置，首基于仿真系统的建模工具，构建天然气管道二端口等效电路模型；其中，天然气管道二端口等效电路模型包含天然气管道两个外部节点，然后将天然气管道二端口等效电路模型构建于仿真系统配置的仿真平台中，以使通过仿真平台对综合能源系统进行仿真处理。由此可见，本专利技术构建的天然气管道二端口等效电路模型仅保留两个管道外部节点，相比于现有的天然气管道分立
元件等效电路模型管道节点数量较少，在很大程度上降低了建模的复杂度。此外，本专利技术将天然气管道二端口等效电路模型加载于仿真系统配置的仿真平台中，仅通过单一的仿真平台即可实现准确且高效的综合能源系统仿真，具有较强的实用性和应用价值。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术提供的面向综合能源系统的动态仿真建模方法的流程示意图；
[0031]图2是本专利技术提供的离散化天然气管道的结构示意图；
[0032]图3是本专利技术提供的天然气管段的等效电路模型示意图；
[0033]图4是本专利技术提供的天然气管道的分立元件等效电路模型示意图；
[0034]图5是本专利技术提供的天然气管道二端口等效电路模型；
[0035]图6是本专利技术提供的天然气管道二端口等效电路模型的仿真效果示意图；
[0036]图7是本专利技术提供的面向综合能源系统的动态仿真建模装置的结构示意图；
[0037]图8是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向综合能源系统的动态仿真建模方法，其特征在于，包括：基于仿真系统的建模工具，构建天然气管道二端口等效电路模型；其中，所述天然气管道二端口等效电路模型包含管道的两个外部节点；将所述天然气管道二端口等效电路模型构建于所述仿真系统配置的仿真平台中，以使通过所述仿真平台对综合能源系统进行仿真处理。2.根据权利要求1所述的面向综合能源系统的动态仿真建模方法，其特征在于，所述天然气管道二端口等效电路模型的管道外部节点导纳矩阵为：其中，A
EX
为对称的2
×
2导纳矩阵，G
11
、G
12
、G
21
和G
22
为节导纳矩阵的常数系数，且G
12
＝G
21
。3.根据权利要求2所述的面向综合能源系统的动态仿真建模方法，其特征在于，所述天然气管道二端口等效电路模型还包括等效导纳节点和其中，4.根据权利要求3所述的面向综合能源系统的动态仿真建模方法，其特征在于，所述天然气管道二端口等效电路模型的导纳矩阵为：其中，p
in
(t)为管道第一外部节点的电压，p
out
(t)为管道第二外部节点的电压，M
in
(t)为流入所述管道第一外部节点的天然气质量流量，M
out
(t)为流出所述管道第二外部节点的天然气质量流量，为所述管道第一外部节点的等效电流源，为所述管道第二外部节点的等效电流源。5.一种面向综合能源系统的动态仿真建模装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏越，宋瑞凯，杜松怀，苏娟，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：