考虑网络重构和需求响应的气电综合能源配网鲁棒优化方法.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CN113659572A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202110937348.3(22)申请日2021.08.16(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人刘天琪张琪何川(74)专利代理机构成都禾创知家知识产权代理有限公司51284代理人刘凯(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/06(2006.01)H02J3/14(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书9页说明书21页附图2页(54)发明名称考虑网络重构和需求响应的气电综合能源配网鲁棒优化方法(57)摘要本发明公开了一种考虑网络重构和需求响应的气电综合能源配网鲁棒优化方法，将配电网重构的概念映射到配气网的运行中，结合辐射状运行和开关最大动作次数的约束，建立适用于网络重构的气电综合能源配网系统潮流模型；然后考虑需求响应过程的持续时间约束，构建激励型气电联合需求响应模型；以最小化气电综合能源配网系统总运行成本为目标，建立气电综合能源配网系统日前确定性优化运行模型；对模型的非线性潮流方程约束进行松弛处理，将其转化为混合整数二阶锥规划模型；并建立气电综合能源系统鲁棒优化运行模型，最终能够应对系统不确定性的鲁棒调度方案。本发明有效降低了系统运行成本，同时确保调度方案可以应对系统运行中可能出现的不确定性。CN113659572ACN113659572A权利要求书1/9页1.一种考虑网络重构和需求响应的气电综合能源配网鲁棒优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将配电网重构的概念映射到配气网中，利用管道阀门实现配气网管道的开断，综合考虑配电网和配气网的网络重构，进而建立适用于网络重构的配电网、配气网模型，其包括经过大M法处理后的电力交流DistFlow潮流模型和天然气潮流模型；步骤2：由于配网辐射状运行特性，结合线路开关、管道阀门的最大动作次数约束，建立基于生成树约束的气电综合能源配网辐射状运行模型；步骤3：建立燃气机组、电转气耦合设备以及压缩机、储气设备的运行模型；步骤4：基于阶梯状分段补偿曲线分别对可中断和可转移电、气负荷需求响应进行建模，并考虑进行需求响应的持续时间约束，引入激励型气电联合需求响应；步骤5：构建以最小化系统总运行成本为目标函数，考虑配电网、配气网各种运行约束条件的气电综合能源配网系统确定性优化运行模型；步骤6：利用二阶锥松弛方法和增强二阶锥松弛的方法分别对非线性配电网、配气网潮流方程约束进行处理，将非线性的气电综合能源配网系统优化调度模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行求解；步骤7：针对新能源出力与气、电负荷在系统运行中的不确定性，建立气电综合能源系统鲁棒优化模型，利用列与约束生成算法将其转换为主‑子问题框架进行求解；步骤8：输入气电综合能源配网系统结构数据、设备参数、运行参数等相关数据，采用商业求解器Gurobi对配网系统鲁棒优化运行模型进行求解，得出考虑网络重构和需求响应的配网系统鲁棒优化调度方案。2.根据权利要求1所述的考虑网络重构和需求响应的气电综合能源配网鲁棒优化方法，其特征在于，步骤1所述适用于网络重构的配电网、配气网模型具体如下：(1)配电网DistFlow交流潮流模型：‑(1‑αij,t)·M≤Vij,t≤(1‑αij,t)·M式中：Υ(j)为配电网中以j为首端节点的支路末端节点集合；N(j)为连接在节点j的设备集合；αij,t为配电线路ij的开断状态；Rij、Xij分别为配电线路ij段的电阻、电抗值；Iij,t为t时刻配电线路ij的电流；Vit和Vjt分别为节点i和节点j的电压大小；Vij,t为松弛变量；Pst、2CN113659572A权利要求书2/9页Qst分别为t时刻第s台发电机组的有功功率和无功功率；Pat为t时刻第a台电转气设备的耗电功率；为t时刻上级电网向配电网输送的有功功率；为t时刻上级电网向配电网输送的无功功率；Pwt为t时刻第w台风电场的发电量；Pij,t指配电网t时刻配电线路ij的有功功率；Qij,t指配电网t时刻配电线路ij的无功功率；Pdt为t时刻有功负荷d的实际值；为t时刻负荷d的失负荷值；χdt为t时刻电负荷的功率因数；为t时刻配电线路ij段所允许通minmax过的最大电流值；Vi、Vi为节点i的所允许的电压最低和最高值；为配电线路ij所允许通过的有功和无功功率最大值；Pjk,t、Qjk,t分别为配电网t时刻配电线路jk的有功功率和无功功率；Qdt为t时刻无功负荷d的实际值M为一个足够大的整数；配气网潮流模型：‑(1‑αmn,t)·M≤πmn,t≤(1‑αmn,t)·M式中：Gst、Gat分别为t时刻第s台燃气机组和第a台电