[发明专利]考虑柔性约束与全周期成本的电-气配网柔性规划方法

说明书

本发明公开考虑柔性约束与全周期成本的电‑气配网柔性规划方法。该方法包括如下步骤：1)建立基于CCHP耦合的电‑气配网典型规划模型，包括：分别建立目标函数和约束条件；2)引入柔性规划要素，包括：柔性潮流约束和全周期规划成本；3)形成柔性规划模型并求解，包括：柔性规划模型描述和调用MOSEK求解。本发明建立基于二阶锥模型的CCHP耦合电‑气配网潮流模型，该模型消除了传统潮流方程中的非凸、非线性项，在确保计算精度的同时能进行有效求解；针对规划中的各种不确定性，在规划模型中引入柔性约束的概念，提升了规划方案对各类不确定因素的鲁棒适应性。

技术领域

本发明涉及一种基于CCHP耦合的考虑柔性潮流约束与全周期规划成本的电-气配网协同柔性规划方法。

背景技术

传统电网规划通常不对燃气轮机机组的天然气供应量进行限制，从而将电网与天然气网割裂进行独立规划。随着天然气开采量和应用量的增加，以及分布式微型燃气轮机的发展与应用，电网与天然气网耦合程度日益加深，传统分立的规划方法已不再适应。因此，非常有必要对电力网络和天然气网络的耦合方式和协同规划方法进行研究。文献[1]对计及需求侧管理的电-气集成能源系统协同规划问题进行探究，基于用户满意度对需求侧管理建模，并以包括投资成本、运行成本和需求侧管理补偿费用的总成本最小为优化目标建立模型并求解。文献[2]提出一种基于冷热电联供系统耦合的电力、天然气区域综合能源系统优化规划模型，考虑配电线路、燃气管道的规划和运行，用CCHP作为电—气耦合枢纽，以ICES总投资、运行成本最低为优化目标，进行多阶段规划和多场景分析。上述文献均未对规划中的不确定性加以考虑。文献[3]对不确定性进行多场景模拟，建立基于场景分析的风电场和电转气厂站的协同选址规划模型。文献[4]对不确定性进行数学描述，提出考虑DG不确定性的配电网规划模型。上述文献通过多场景模拟或数学描述方式对不确定性加以考虑，然而都是将不确定因素转化为确定因素进行处理，无法反映问题的不确定性本质。因此，本发明针对规划中的不确定性，提出在电-气配网联合规划中引入柔性潮流约束，以提升规划方案对各类不确定因素的鲁棒适应性。

[1]高滢,王芃,薛友等.计及需求侧管理的电—气集成能源系统协同规划[J].电力系统自动化,2018(13).

[2]权超,董晓峰,姜彤.基于CCHP耦合的电力、天然气区域综合能源系统优化规划[J].电网技术,2018(8).

[3]王芃,刘伟佳,林振智等.基于场景分析的风电场与电转气厂站协同选址规划[J].电力系统自动化,2017,41(6).

[4]王琛.考虑分布式发电不确定性对配电网规划影响的研究[D].东南大学,2017.

发明内容

本发明的目的旨在提供一种基于冷热电联供(combined cooling heating andpower,CCHP)耦合的考虑柔性潮流约束与全周期规划成本的电-气配网协同柔性规划方法，该方法可以有效适应耦合系统的各类不确定因素，并考虑已投建设备的固定资产价值，采用全规划周期成本和安全性评价指标对规划方案进行经济性和安全性的全方位有效评价。

为实现上述目的，本发明提出考虑柔性潮流约束与全周期规划成本的CCHP耦合电-气配网柔性规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立基于CCHP耦合的电-气配网典型规划模型，包括：分别建立目标函数和约束条件；

2)引入柔性规划要素，包括：柔性潮流约束和全周期规划成本；

3)形成柔性规划模型并求解，包括：柔性规划模型描述和调用MOSEK求解。

步骤1)具体是：

CCHP的输入为天然气，通过燃气轮机、换热器、吸收式制冷机等设备，输出电负荷和热负荷。配网中的分布式CCHP实现了天然气网与配电网的耦合，进而实现系统电-气-热负荷的联供。