【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及综合能源系统协同恢复，尤其涉及一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法。
技术介绍
1、
2、随着电力系统逐步发展，配电网发生故障后对人类生活的影响越来越大，为应对化石能源的匮乏与环境污染，加大可再生能源与清洁能源的发展变为世界共同关注的目标。2012—2040年，中国燃气比例预计将从2％增长到12％，截至2016年底，中国燃气机组装机容量达70080mw，占全国总装机容量的4.3％，同比增长6.1％，随着燃气轮机的大规模并网，电网与气网的联系日益紧密。在综合能源配电网中天然气通过管道进行运输，利用管存与储气罐作为电气系统的备用能源，避免交通问题。针对配电网故障持续时间较长或失电负荷量大的问题，利用综合能源多能利用特性，以气替电保障用户用电。
3、除此之外，综合能源系统作为多能源耦合和供应的典型应用之一，对于促进电力系统恢复供电、提高恢复速度等有着极大的促进作用。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，可以得到系统的最优恢复策略。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，包括：
4、根据天然气系统的管存特性和热力系统的延时特性和感知模糊性建立综合能源系统虚拟储能模型；根据综合能源系统的灵活性裕度，分析虚拟储能给离散型电力负荷带来的柔性；建立考虑虚拟
5、作为本专利技术所述的考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法的一种优选方案，其中：所述建立综合能源系统虚拟储能模型包括，供热网络由供水管道和回水管道组成，通过供水管道进行分析热网的传输延时特性，设一个调度时段δt内，流入管道的热水体积称为质块，则一根长为lp的管道的出口处的第k块wm记为wmk，设wmk从进入管道到流出管道所花费的时间为则k、和的表达式如下：
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10、式中，lp、sp和qp分别为管道p的长度、底面积和质量流率；ρw为水的密度；
11、热水经过管道p的时间τp可能不是δt的整数倍，而是介于和之间，则在当前时刻t流出管道p的热水体积应由质块wmk和wmk+1各取一部分来构成，因此，管道p出口处的水温是两个质块的温度按其质量的加权值：
12、
13、式中，是t时刻管道p的出口温度；和分别是wmk和wmk+1的出口温度；和分别为管道p中的wmk和wmk+1的温度；
14、若管道p出口只接有1根管道，则qp＝qp+1，若接有多根管道，则qp＝∑qp+1；
15、考虑到环境温度的影响，热网管道中的热水在传输过程中会与外界产生热交换造成热能损耗，wmk的温度损耗可表示为：
16、
17、式中，是wmk的入口温度，kp是管道p的温度损失系数；tenv是环境温度；
18、考虑到管道的延时特性，wmk和wmk+1的出口温度与入口温度的关系如下：
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20、
21、将上面两式带入动态特性质量加权方程，可得到考虑延时特性和温度损耗的管道p的出口温度和入口温度的关系式：
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23、其中，w1、w2、w3的表达式分别为：
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27、作为本专利技术所述的考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法的一种优选方案，其中：所述感知模糊性包括，假设热负荷的柔性调节能力满足：
28、时段t负荷节点i吸收的热量在一定范围内；
29、t'个时段内，热交换站消耗的总热量与用户最理想供热需求总量相等，即：
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31、
32、其中，t'越大，说明可以在一个越大的时间尺度上调整供热需求，t'＝1即意味着严格按照用户最理想需求供热；
33、定义热网的虚拟储热功率如下：
34、
35、式中，为t时刻的热网虚拟储热功率，正值表示热网虚拟放热；npipe为供热网络中，管道的数量；和分别为供水管道和回水管道在t时刻的管道出口温度；和分别为供水管道和回水管道在t时刻的管道入口温度；
36、由于所述热网的虚拟储热特性，使得热负荷具有较大的柔性，电-热能量转换设备将电能转化为热能，因此对于电力系统而言，电热耦合设备是电力系统的负荷，通过电热耦合设备能够将热负荷的柔性耦合至电力系统中，从而使得电力系统在恢复过程中的负荷也具有一定的灵活性，所带来的电力系统负荷恢复的灵活性裕度为：
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38、式中，为由于热网虚拟储能特性为电力系统带来的负荷柔性裕度，ηe-h为电-热转换效率。
39、作为本专利技术所述的考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法的一种优选方案，其中：所述虚拟储能模型包括，由于天然气传输速度很慢并且具有压缩性，管道首端注入的天然气流量和末端输出流量不同，首末端相差的天然气流量暂时存储于管道中，称为管存，其表达式为：
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41、式中，为管道l在时刻t的管存；和分别为管道l进口处和出口处的气流量，满足weymouth稳态潮流方程，即管道中天然气流量和两端的气压之间满足：
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43、式为非凸、非线性方程，难以利用商业求解器求解，因此采用增量分段线性化的方式对等式左侧进行线性化处理，处理后式可由式-表示：
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48、式中，z用于表示离散点所处的分段区间，z＝1,2,…,z，共有z-1个分段段数，z个离散点；将气压的平方项用一个变量整体替换，即是取值在0～1之间的连续变量，用于表征离散点在第z个分段区间上的位置；是辅助二进制变量，通过式来保证分段线性化时从左至右连续地填满整个分段区间；
49、天然气系统的管存使其具有天然的虚拟储能特性，天然气的可压缩性使得天然气负荷具有较大的柔性，并且与热力系统类似，通过气电耦合设备可以将天然气系统的柔性耦合传递至电力系统中，由于天然气系统虚拟储能特性为电力系统带来的灵活性裕度为：
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51、式中，为由于天然气系统虚拟储能特性为电力系统带来的负荷柔性裕度，ηg-e为气-电转换效率。
52、作为本专利技术所述的考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法的一种优选方案，其中：所述灵活性裕度包括，分析虚拟储能给离散型电力负荷带来的柔性，过程如下：
53、电力系统中的负荷通过变压器、变电站等接入，当某个变电站节点恢复供电时，当前节点的负荷功率并非是连续可变的，而是接入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述建立综合能源系统虚拟储能模型包括，供热网络由供水管道和回水管道组成，通过供水管道进行分析热网的传输延时特性，设一个调度时段Δt内，流入管道的热水体积称为质块，则一根长为lp的管道的出口处的第K块WM记为WMK，设WMK从进入管道到流出管道所花费的时间为则K、和的表达式如下：
3.如权利要求2所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述感知模糊性包括，假设热负荷的柔性调节能力满足：
4.如权利要求3所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述虚拟储能模型包括，由于天然气传输速度很慢并且具有压缩性，管道首端注入的天然气流量和末端输出流量不同，首末端相差的天然气流量暂时存储于管道中，称为管存，其表达式为：
5.如权利要求4所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述灵活性裕度包括，分析虚拟储能给离散型电力负
6.如权利要求5所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述综合能源系统协同恢复模型包括，恢复模型的建立如下：
7.如权利要求6所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述综合能源系统协同恢复模型还包括，对天然气网络中的各个部分分别进行建模：
8.如权利要求7所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述综合能源系统协同恢复模型还包括热力系统运行约束，其中换热首站约束为：
9.如权利要求8所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述综合能源系统协同恢复模型还包括，采用DistFlow模型对系统中电力潮流进行建模，模型如下：
10.如权利要求9所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述综合能源系统协同恢复模型还包括，
...【技术特征摘要】
1.一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述建立综合能源系统虚拟储能模型包括，供热网络由供水管道和回水管道组成，通过供水管道进行分析热网的传输延时特性，设一个调度时段δt内，流入管道的热水体积称为质块，则一根长为lp的管道的出口处的第k块wm记为wmk，设wmk从进入管道到流出管道所花费的时间为则k、和的表达式如下：
3.如权利要求2所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述感知模糊性包括，假设热负荷的柔性调节能力满足：
4.如权利要求3所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系统协同恢复优化方法，其特征在于：所述虚拟储能模型包括，由于天然气传输速度很慢并且具有压缩性，管道首端注入的天然气流量和末端输出流量不同，首末端相差的天然气流量暂时存储于管道中，称为管存，其表达式为：
5.如权利要求4所述的一种考虑虚拟储能的综合能源系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李震，李庆生，朱永清，刘畅，林振智，陈昌铭，张兆丰，杨婕睿，杨东俊明，梁弘乐，杨莉，王斌，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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