考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115906411A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211302252.0G06F111/04(2020.01)(22)申请日2022.10.24G06F119/08(2020.01)G06F119/14(2020.01)(71)申请人国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司地址215004江苏省苏州市姑苏区劳动路555号(72)发明人李亚飞钱科军李洁韩克勤刘乙赵猛周磊李圆琪钱霄杰冯亦凡(74)专利代理机构北京智绘未来专利代理事务所(普通合伙)11689专利代理师张红莲(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书6页说明书14页附图2页(54)发明名称考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法及系统(57)摘要本发明公开了一种考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，包括：步骤1，采集电热综合能源系统数据，包括管道长度、热阻、用户温度舒适度区间、电负荷时序分布；步骤2，结合电热综合能源系统数据建立考虑全动态的电热综合能源系统模型；步骤3，建立非线性交流潮流的简化方程、动态热电联产机组和热力系统的离散方程，并简化交流潮流方程、离散的热电联产机组和热力系统方程；步骤4，基于步骤2所述简化的交流潮流方程、离散的热电联产机组和热力系统方程，以最小化系统运行成本为目标建立电热综合能源系统的运行安全约束条件，构造最优能流模型。CN115906411ACN115906411A权利要求书1/6页1.考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，采集电热综合能源系统数据，包括管道长度、热阻、用户温度舒适度区间、电负荷时序分布；步骤2，结合电热综合能源系统数据建立考虑全动态的电热综合能源系统模型；步骤3，建立非线性交流潮流的简化方程、动态热电联产机组和热力系统的离散方程，并简化交流潮流方程、离散的热电联产机组和热力系统方程；步骤4，基于步骤2所述简化的交流潮流方程、离散的热电联产机组和热力系统方程，以最小化系统运行成本为目标建立电热综合能源系统的运行安全约束条件，构造最优能流模型。2.根据权利要求1所述的考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，其特征在于，步骤2具体包括：步骤201，建立交流潮流模型：步骤202，建立包含压缩机模型、燃烧室模型、汽轮机模型、换热器模型的热电联产机组动态模型；步骤203，建立热力系统动态模型，包括水力部分模型和热力部分模型；其中水力部分模型为：Am＝dBΔp＝0Δp＝Km2式中，A和B分别为热力系统的节点‑支路关联矩阵和回路‑支路关联矩阵，m热水管道的质量流量向量，d为节点注入的质量流量向量，Δp为管道压降向量，K为管道摩阻系数；热力部分模型为：pn式中，x和t分别为空间和时间变量，v为水流流速，T表示管道温度，Ti表示节点i的温度，mb为管道b的质量流量，为管道k的出口温度，为管道k的入口温度，λ为管道热阻系数，Ta为环境温度，和分别表示以节点i为首节点和末节点管道集。3.根据权利要求2所述的考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，其特征在于，压缩机模型为：p2,t＝CPR1×p1,t2CN115906411A权利要求书2/6页Pc,t＝Cama,t(T2,t‑T1,t)式中，t为时间标志，p1,t和p2,t分别表示t时刻压缩机的入口和出口压力，T1,t和T2,t分别表示t时刻压缩机的入口和出口温度，CPR1表示压缩机的压比，β1表示空气绝热系数，η1表示压缩机效率，Pc,t表示t时刻压缩机耗功，Ca表示空气比热容，ma,t表示流入空气的质量流量。4.根据权利要求2所述的考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，其特征在于，燃烧室模型为：式中，T3,t分别表示t时刻的燃烧室温度，β2表示燃烧室的储热系数，Hg表示燃烧室热值，LHV表示燃料的低位热值，mf,t表示流入燃料的质量流量，Cs为混合烟气的比热容。5.根据权利要求2所述的考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，其特征在于，汽轮机模型为：p3,t＝CPR2p2,tPb,t＝Cs(ma,t+mf,t)(T4,t‑T3,t)式中，T4,t分别表示t时刻的汽轮机出口温度，β3表示燃烧室的绝热效率，Pb,t为t时刻汽轮机生产的总功率，CPR2表示汽轮机的压比。6.根据权利要求2所述的考虑全动态的电热综合能源系统最优能流建模方法，其特征在于，联产机组生产的用于发电和供热的功率分别为：Pg,t＝η2η3(Pb,t‑Pc,t)φg,t＝η2(1‑η3)(Pb,t‑Pc,t)式中，Pg,t和φg,t分别为联产机组用于发电和供热的功率，η2表示汽轮机机械效率，η3表示