一种计及管存和热惯性的综合能源系统运行优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114139958A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111456368.5(22)申请日2021.12.01(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区新街口街道四牌楼2号申请人国网浙江省电力有限公司(72)发明人周苏洋裴锐顾伟陈晓刚(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357代理人赵丹(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)G06F17/18(2006.01)G06F17/13(2006.01)权利要求书5页说明书18页附图5页(54)发明名称一种计及管存和热惯性的综合能源系统运行优化方法(57)摘要本发明涉及综合能源系统优化调度技术领域，具体涉及一种计及管存和热惯性的综合能源系统运行优化方法。本发明公开了计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，包括如下步骤：S1，搭建天然气系统管道储气模型；S2，搭建热力系统热惯性模型；S3，建立计及管存和热惯性的综合能源系统模型；S4，建立计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度模型，以总运行成本最低为目标，建立日前经济优化调度模型。该方法可应用于综合能源系统的运行优化，对于提高系统运行经济性和可再生能源消纳能力具有指导意义。CN114139958ACN114139958A权利要求书1/5页1.一种计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立电‑气‑热多能耦合系统模型；S2、搭建天然气系统管道储气模型；S3、搭建热力系统热惯性模型；S4、建立计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度模型。2.根据权利要求1所述的一种计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述S1中，对电‑气‑热多能耦合系统建模的过程为：S11、建立电‑气‑热多能耦合系统基本架构；S12、建立电‑气‑热多能耦合系统网络模型；S13、建立电‑气‑热多能耦合系统设备约束。3.根据权利要求2所述的一种计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述S11中，电‑气‑热多能耦合系统基本架构包括输电网、输气网、供暖热网、风电、CHP机组、燃气轮机、火电机组、换热站、气源、压缩机、电负荷、气负荷、热负荷。4.根据权利要求2所述的一种计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述S12中，建立电‑气‑热多能耦合系统网络模型包括电网、热网以及气网模型：电网模型：热网模型：气网模型：所述S13，建立电‑气‑热多能耦合系统设备约束，其中包括CHP机组约束、燃气轮机约束、火电机组约束、供回水管道温度约束、换热站功率约束、气源出力约束以及压缩机约束：2CN114139958A权利要求书2/5页CHP机组约束：燃气轮机约束：火电机组约束：供回水管道温度约束：换热站功率约束：气源出力约束：式中，和分别为气源w的购气量上限和购气量下限，压缩机约束：pl,t≤kco,klpk,tkl∈Ωpipe,co(10)5.根据权利要求1所述的计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述的S2中，对天然气系统管道储气模型的建模过程为：S21、建立考虑管道内储气特性的暂态模型偏微分方程；建立过程包括：对于任意一条天然气管道mn，考虑储气特性时的暂态模型偏微分方程为：S22、对考虑管道内储气特性的暂态模型偏微分方程进行隐式差分近似；3CN114139958A权利要求书3/5页近似过程为：令为t时刻管道ij两端的天然气流量平均值，为t时刻管道ij两端的平均气压，则近似后的管道储气特性方程为：S23、建立考虑管道储气特性的天然气系统管存模型；建立过程包括：考虑管道出入口的流量和管道管存量之间的质量守恒关系，和管存与管道两端压强之间的关系式，并限制调度周期末的管存值以保证下一个调度周期的正常运行，考虑管道储气特性的天然气系统管存模型为：6.根据权利要求1所述的计及管存和热惯性的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述S3中，对考虑热惯性的热力系统建模过程为：S31、搭建热水网络的热惯性模型；S31包括S311和S312；S311、对管网的延时特性进行量化表征；量化处理过程为：设置γk,t和两个时间变量，γk,t表示管道k内t时刻流出管道的热水是在t‑γk,t时刻注入管道的，表示管道k内t‑1时刻流出管道的热水是在时刻注入管道的，且令t‑γk,t到t时刻间注入管道k内的热水总量为Rk,t，到t时刻间注入管道k内的热水总量为Sk,t，则不计温度损失的热水网络热惯性模型表示为：4CN114139958A权利要求书4/5页S312、对不计温度损失的热惯性模型进行温度损失处理，处理过程为：利用苏霍夫温