一种基于多阶段随机优化的电-气综合能源系统运行方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114971042A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210619982.7(22)申请日2022.06.02(71)申请人河海大学地址210024江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人卫志农杨立陈胜孙国强臧海祥周亦洲朱瑛黄蔓云韩海腾(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204专利代理师向文(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书4页说明书10页附图2页(54)发明名称一种基于多阶段随机优化的电-气综合能源系统运行方法(57)摘要本发明公开了一种基于多阶段随机优化的电‑气综合能源系统运行方法，包括：基于风电场历史断面数据，生成一系列典型风电24时段出力场景；构建电力系统和天然气系统日前阶段调度模型；构建电力系统日内阶段调度模型；构建电力系统实时阶段调度模型；构建非预期约束；对气网模型进行二阶锥松弛得到目标模型；根据目标模型求得电气互联综合能源系统多阶段优化调度结果。本发明在高比例新能源渗透基础下计及了三阶段的电力系统与单阶段天然气系统的协同运行，耦合元件燃气机组在三个阶段中的出力改变带来的天然气系统运行波动由天然气管存平抑，优化调度模型的仿真结果有望为高比例新能源渗透下的综合能源系统调度策略提供参考。CN114971042ACN114971042A权利要求书1/4页1.一种基于多阶段随机优化的电‑气综合能源系统运行方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：基于风电场历史断面数据，生成一系列典型风电出力场景；S2：构建电力系统和天然气系统日前阶段调度模型；S3：根据电力系统日前阶段调度模型，构建电力系统日内阶段调度模型；S4：根据电力系统日内阶段调度模型，构建电力系统实时阶段调度模型；S5：针对电力系统实时阶段调度模型和天然气系统日前阶段调度模型，构建非预期约束；S6：对天然气系统日前阶段调度模型进行二阶锥松弛得到目标模型；S7：根据目标模型求得电气互联综合能源系统多阶段优化调度结果。2.根据权利要求1所述的一种基于多阶段随机优化的电‑气综合能源系统运行方法，其特征在于，所述步骤S2中电力系统的日前阶段调度模型为：其中：PG,v,t表示非风电机组v在t时刻的有功出力，Wq,t表示风电机组q在日前阶段预测的t时刻的有功出力，表示在日前阶段各个节点实际供应的负荷，θi,t表示节点i相角，xij表示线路ij的电抗值，和表示非风电机组出力上下限，表示风电机组出力日前最佳预测值，和分别表示风电日前阶段出力上下限，PL,d,t表示t时刻负荷需求，表示非风电机组v的爬坡上限，θREF,t表示参考节点相角。3.根据权利要求1所述的一种基于多阶段随机优化的电‑气综合能源系统运行方法，其特征在于，所述步骤S2中天然气系统日前调度模型为：2CN114971042A权利要求书2/4页其中，FS,w,t表示气源点w在t时刻的供气量，表示日前阶段在t时刻的实际供应的节点气负荷，FG,v,t表示燃气机组消耗的天然气，Fmn,t表示t时刻管道mn首端流入气流量，Fcom,k,t表示加压站k消耗的气流量，FC,k,t表示加压站k流经的气流量，表示管道mn平均流量，Fnm,t表示管道mn末端流入气流量，Wmn表示管道的Weymouth常数，πm,t表示t时刻节点m的天然气压力，和分别表示节点气压上下限，和分别表示气源点每时刻供气上下限，表示气源点爬坡上限，FL,e,t表示节点天然气负荷需求，和分别表示加压站进出端口天然气压力，和分别表示加压站压缩比上下限。表示加压站每时刻加压流量上限，表示加压站消耗的天然气与流经天然气的能耗比系数，Lmn,t表示管道mn的天然气存储量，lmn表示管道mn的管存系数，K1为一固定系数，Lmin表示天然气管存下限，μG和HG分别表示燃气机组能源转换效率与天然气热值。4.根据权利要求2所述的一种基于多阶段随机优化的电‑气综合能源系统运行方法，其特征在于，所述步骤S3中电力系统日内阶段调度模型为：3CN114971042A权利要求书3/4页其中，和表示非风电机组在场景ω中的日内阶段上调整和下调整电功率，表示风电出力在在场景ω中日内阶段的预测值，和表示风电机组在场景ω中出力上下调整电功率，表示节点i在场景ω中的日内阶段的电压相角，表示在日内阶段的场景ω中节点实际供应的电负荷，和分别表示风电日内阶段出力上下限，αΔP和αΔW分别表示非风电机组和风电机组在日内阶段的调整上限，表示风电机组装机容量，表示参考节点在日内阶段场景ω中的电压相角值。5.根据权利要求1所述的一种基于多阶段随机优化的电‑气综合能源系统运行方法，其特征在于，所述步骤S3中