【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及综合能源控制，具体而言，涉及一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法。
技术介绍
1、如今，日益增加的能源消耗与严重的环境危机之间的矛盾加速了传统的以煤炭为主的电力系统向以可再生能源为主的电力系统进行转变。由于可再生能源渗透率的提高，以及交直流系统与电网之间的耦合程度逐渐加深，对复杂系统的经济运行提出了新的挑战。
2、为此，国内外学者对交直流电网从解决问题的角度和场景的角度分别进行了大量的研究以实现电力系统经济安全运行。目前大部分研究仅针对风力发电和光伏发电发出有功功率，没有考虑新能源发电对无功输出和电网的影响，对于综合能源系统的模型研究，不可避免地会引入大量的离散变量，阻碍了优化问题的高效求解，从而使得电力系统的运行没有保障。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其能够解决现有技术中忽略新能源发电对无功输出和电网的影响所造成的电力系统运行不稳定的问题。
2、本专利技术的技术方案为：
3、本申请提供一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其包括以下步骤:
4、s1、分别建立交直流电网模型、区域供热系统模型、耦合机组模型及电锅炉数学模型；
5、s2、基于上述交直流电网模型、上述区域供热系统模型、上述耦合机组模型及上述电锅炉数学模型，以最小化运行成本和可再生能源的弃用量为目标，建立有功无功优化协调优化模型；
6、s3、求解
7、进一步地，步骤s1中，上述交直流电网模型包括交流电网支路潮流方程、交流电网电力节点的功率平衡方程和直流电网的支路潮流方程，
8、上述交流电网支路潮流方程包括：
9、
10、
11、
12、其中，pl,ij为节点i和j之间的有功支路功率，为交流电网的母线集合，vi为节点i处的电压幅值，vj为节点j处的电压幅值，vij为节点i、j之间的电压幅值，θij为节点i和j之间的相位角差，ql,ij为节点i和j之间的无功支路功率，gij为节点i、j之间导纳的实部，bij为节点i、j之间导纳的虚部，为节点i和j之间的有功支路功率损耗，为节点i和j之间的无功支路功率损耗；
13、上述交流电网电力节点的功率平衡方程包括：
14、
15、
16、其中，pg,i为节点i的有功发电量，qg,i为节点i的无功发电量，pl,i为节点i的有功功率消耗，ql,i为节点i的无功功率消耗，pwt,i为节点i的风电机组的有功出力，qwt,i为节点i的风电机组的无功出力，ppv,i为节点i的光伏的有功出力，qpv,i为节点i的光伏的无功；
17、上述交流电网电力节点的功率平衡方程包括：
18、
19、其中，为直流电网的母线集合。
20、进一步地，上述交直流电网模型还包括交流电网与直流电网之间的安全约束和交互约束：
21、
22、
23、
24、
25、
26、
27、其中，为交流电网的母线集合，为直流电网的母线集合，vi，min为节点i电压幅值的最小限值，vi为节点i电压幅值，vi，max为节点i电压幅值的最大限值，vj,min为节点j电压幅值的最小限值，vj为节点j电压幅值，vj,max为节点j电压幅值的最大限值，θi为节点i的相位角，pl,ij为交流电网与直流电网之间的交互有功功率，ql,ij为节点i和j之间的无功支路功率，pl,mn,max为直流电网节点m和n之间的最大有功功率值，pl,mn为直流电网节点m和n之间的有功功率值，sl,ij,max为节点i和j之间的最大视在支路潮流，pg,i，min为节点i的发电机输出有功功率的最小限值，pg,i为节点i的发电机输出有功功率值，pg,i，max为节点i的发电机输出有功功率的最大限值，pg,j,min为节点j的发电机输出有功功率的最小限值，pg,j为节点j的发电机输出有功功率值，pg,j,max为节点j的发电机输出有功功率的最大限值，qg,i,min为发电机无功输出的最小限值，qg,i为发电机输出无功功率值，qg,i,max为发电机无功输出的最大限值，pl,ij,max为交流电网与直流电网之间的最大交互有功功率。
28、进一步地，步骤s1中，上述区域供热系统模型包括：
29、
30、
31、
32、
33、
34、
35、
36、其中，θh、φh分别为区域供热系统中节点和管道的集合，φi为热功率，cw为工质的比热容，λi为热阻，mi、mb、mk分别为节点i、节点b、节点k的质量，tamb为环境温度，vi为工质的流速，为从节点i离开的管道集合，为以节点i为终点的管道集合，为节点i的供水温度，为节点i的回水温度，为管网中管道b的入口温度，为回水管网中管道b的入口温度，为供水管网中管道b的出口温度，为回水管网中管道b的出口温度，为以节点k离开的管道集合。
37、进一步地，上述区域供热系统模型还包括区域供热系统的约束：
38、
39、
40、
41、其中，为供应网络中的初始条件，x表示流体位移，v表示热水在管网中的流速，为供应网络中的边界条件，为返回网络中的初始条件，为返回网络中的边界条件，δ(t)为单位阶跃函数，l为管道长度，kh1,i为初始条件，kh2,i为边界条件的传递系数，tamb,t为t时刻的环境温度，为节点供电温度的最小限值，为节点供电温度的最大限值，为节点回水温度的最小限值，为节点回水温度，为节点回水温度的最大限值，θh、φh分别为区域供热系统中节点和管道的集合，e为自然常数，cw为工质的比热容，λi为热阻，mi为节点i的质量。
42、进一步地，步骤s1中，上述耦合机组模型包括：
43、
44、其中，pchp为冷热电机组的电出力，pchp,max为冷热电机组的电功率容量，φchp为冷热电机组的热出力，φchp,max为冷热电机组的热功率容量，αchp1为冷热电机组的电比，αchp2为冷热电机组的热比。
45、进一步地，步骤s1中，上述电锅炉数学模型包括：
46、φeb＝αebpeb；
47、其中，peb为电锅炉消耗的电功率，φeb为电锅炉的输出热功率，αeb为电锅炉的电热比。
48、进一步地，步骤s1中，上述电锅炉数学模型还包括电锅炉数学模型的约束：
49、peb,min≤peb≤peb,max；
50、其中，peb,min为电锅炉消耗的最小电功率，peb为电锅炉消耗的电功率，peb,max为电锅炉消耗的最大电功率。
【技术保护点】
1.一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤S1中，所述交直流电网模型包括交流电网支路潮流方程、交流电网电力节点的功率平衡方程和直流电网的支路潮流方程，
3.如权利要求2所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，所述交直流电网模型还包括交流电网与直流电网之间的安全约束和交互约束：
4.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤S1中，所述区域供热系统模型包括：
5.如权利要求4所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，所述区域供热系统模型还包括区域供热系统的约束：
6.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤S1中，所述耦合机组模型包括：
7.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤S1中，所
8.如权利要求7所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤S1中，所述电锅炉数学模型还包括电锅炉数学模型的约束：
9.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤S2中，所述有功无功优化协调优化模型包括：
10.如权利要求9所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，所述有功无功优化协调优化模型还包括可再生能源系统的约束：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤s1中，所述交直流电网模型包括交流电网支路潮流方程、交流电网电力节点的功率平衡方程和直流电网的支路潮流方程，
3.如权利要求2所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，所述交直流电网模型还包括交流电网与直流电网之间的安全约束和交互约束：
4.如权利要求1所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，步骤s1中，所述区域供热系统模型包括：
5.如权利要求4所述的一种考虑多能源系统的交直流电网有功无功协调优化方法，其特征在于，所述区域供热系统模型还包括区域供热系统的...
【专利技术属性】
技术研发人员：马喜平，柳亭，徐瑞，董晓阳，李亚昕，沈渭程，李帅兵，梁琛，甄文喜，王娅君，刘镭邦，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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