基于主动孤岛与遥控开关提升综合能源系统弹性的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于主动孤岛与遥控开关提升综合能源系统弹性的方法，涉及综合能源系统运行优化运行领域，具体为：首先建立电气耦合系统模型，分别对配电子系统、配气子系统、能源转换子系统进行建模。之后对电气耦合系统出现极端故障之后的下降阶段、故障隔离阶段与服务恢复阶段进行详细建模，包括每个阶段的拓扑约束与操作约束以及各个阶段之间的耦合关系。该模型是一个混合整数线性规划问题（MILP）。为实现快速故障隔离和服务恢复，优化了事件前阶段RCS的分配以及故障隔离阶段和服务恢复阶段RCS的切换操作。本发明专利技术采用随机优化算法，对故障场景进行模拟，可以提高电气耦合系统在出现极端故障之后的失势负荷降低，提高了电气耦合系统的弹性。高了电气耦合系统的弹性。高了电气耦合系统的弹性。

【技术实现步骤摘要】
基于主动孤岛与遥控开关提升综合能源系统弹性的方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统运行优化运行领域，具体为一种基于主动孤岛与遥控开关提升综合能源系统弹性的方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于极端天气引发的大规模停电事件频发，对电力系统产生了极其恶劣的影响。随着人们对此类威胁的认识不断提高，电力系统的恢复能力正受到越来越多的关注。弹性是系统对扰动事件抵御、适应以及快速恢复的能力。随着全球自然灾害逐渐增多，构建对极端扰动事件具有恢复力的“弹性电网”受到越来越多关注。具体到电力系统中，弹性主要指配电网与气网在严重自然灾害及其他极端情况下对关键负荷的恢复和支撑能力，现有研究亦把弹性定义为供电网采取主动措施保证极端情况下关键负荷不断电，断电负荷迅速恢复供电的能力。
[0003]为了增强电力系统的恢复力，科研人员已经做出了大量研究。在满足网络运行约束的前提下，负荷恢复是电力系统故障后负荷恢复的关键。针对电力系统的故障恢复问题进行了各种研究。配电系统故障停电后，可利用分布式电源(DG)迅速恢复停电区域，以提高系统可靠性。根据IEEE154本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主动孤岛与遥控开关提升综合能源系统弹性的方法，其特征在于：包括如下步骤：一、构建电气耦合系统建模：IDGS以配电网、配气网为传输载体，以能源中心为电
‑
气耦合单位，能源中心集成了多种能源的转换、储存设备，实现多能耦合交互与供给，形成电气耦合系统，将系统划分成配电网子系统模型、配气子系统模型和能源转换子系统模型三大部分进行建模；(1)配电网子系统模型电力系统中包含电力线路、网架，同时也考虑电力线路中的可承受功率、电压、潮流条件，以及燃气发电机、P2G设备；
①
节点平衡方程：节点平衡方程：式中：P
GT,i
、Q
GT,i
为发电机的有功无功发电功率；P
DG,i
、Q
DG,i
为i节点所连分布式电源的有功无功发电功率；P
CHP,i
为i节点所连CHP机组发出的有功功率、P
P2G,i
为i节点所连P2G消耗的有功功率；P
i
、Q
i
为负荷节点消耗的有功无功发电功率；P
s,ij
、Q
s,ij
为各线路消耗的有功无功发电功率；E
P
为所有配电子系统节点的集合；下标i、j为配电子系统节点号；
②
线路潮流约束线路潮流约束线路潮流约束式中：P
ij
、Q
ij
分别表示线路ij之间传递的有功功率与无功功率；r
ij
、x
ij
分别为线路ij的电阻与电抗；M为一个足够大的正数；u
i
为节点i的电压；z
ij
为二进制01变量，线路ij闭合为1，否则为03)DG出力约束3)DG出力约束式中：分别第i个DG的有功和无功的上下限；a
i
为二进制01变量，配电网节点i故障为1，否则为0；(2)配气网子系统模型配气子系统以节点气压和流经支路气体流量为状态量，基于Weymouth方程构建了状态量之间的关系；
式中：下标p、m为配气子系统节点号；W
W
为天然气气源产量；G
P
表示所有输气管道的集合；C
pm
表示Weymouth系数；π
m
为节点m的气压值；W
P2G,m
指m节点所连P2G机组发出的天然气量；W
CHP,m
指m节点所连CHP机组消耗的天然气量；W
L,m
表示气节点m的用气量；(3)能量转换子系统模型不同的供能系统通过各种耦合原件进行耦合，包括P2G机组、CHP机组，通过耦合原件紧密地耦合在一起，从而实现电与气之间的相互转换；耦合机组相关约束如下：W
P2G,m
＝η
P2G
P
P2G,i
,i∈E
P
,m∈G
P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)P
CHP,i
＝η
CHP
W
CHP,m
,i∈E
P
,m∈G
P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)式中：W
P2G,m
指m节点所连P2G机组发出天然气产量；η
P2G
指P2G的制气效率；P
P2G,i
指i节点所连P2G消耗的电功率；和分别指P2G产气量的上下限；P
CHP,i
指i节点所连CHP机组的输出电功率；η
CHP
指CHP机组产电效率；W
CHP,m
指m节点所连CHP消耗的天然气功率；和分别指CHP机组产电出力的最大和最小值约束；二、电气耦合系统多阶段优化模型(1)目标函数以各阶段失负荷的总量最小为目标函数，即：式中：P
s,j,c,0
、P
s,j,c,1
、P
s,j,c,2
、P
s,j,c,3
分别表示配电网在0、1、2、3阶段的失负荷；W
s,n,c,1
、W
s,n,c,2
、W
s,n,c,3
、W
s,n,c,4
分别表示燃气网络在0、1、2、3阶段的失负荷；(2)约束条件模型可分为事前阶段模型、下降模型、故障隔离模型和服务恢复模型四个部分，使用阶段0、阶段1、阶段2和阶段3，缩写为0、1、2和3；1)事前阶段模型故障带是在极端事件之后形成的，在事前阶段模型中，考虑以下约束条件：a、拓扑约束式中：X
ij
表示电流方向为i到j；b、功率约束
式中：P
L,j
、Q
L,j
分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩肖清，白桦，李廷钧，杜佳男，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：