[发明专利]一种电-气综合能源系统的日前调度方法

说明书

本发明涉及属于对能源互联网的电力系统运行和控制技术领域，更具体地，涉及一种电‑气综合能源系统的日前调度方法。包括以下步骤：S1.建立电‑气综合能源系统日前调度模型：包括建立电力网络模型、建立天然气网络模型、建立燃气机组模型、建立非燃气机组模型、建立系统运行成本最低模型；S2.对S1步骤建立的电‑气综合能源系统日前调度模型进行约束处理；S3.对模型进行求解：首先利用罚函数求解模型获取粗糙解，然后利用泰勒级数法求解模型，并采用序贯二阶锥规划形成迭代优化。本发明将罚函数法与泰勒级数法结合，利用序贯二阶锥规划方法，设计了一套电‑气综合能源系统的日前调度算法，该算法具有较好的收敛性与精确性，提高了计算时间。

技术领域

本发明涉及属于对能源互联网的电力系统运行和控制技术领域，更具体地，涉及一种电-气综合能源系统的日前调度方法。

背景技术

作为第三次工业革命的核心技术，能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术，推动分布式可再生能源的大规模利用与分享，促进电力、交通、天然气等多种复杂网络系统的相互融合，最终实现改变能源利用模式，推动经济与社会可持续发展的目的。其中天然气相比于其他一次能源，经济环保、储量丰富，联合循环燃气轮机发电比重近年来逐步提升，电力与天然气系统的融合日益深厚。能源互联网中，以电力系统与天然气系统为核心的“电-气”综合能源系统应用十分广泛，而在日前调度中同时考虑电力网络与天然气网络有助于提高系统稳定性与可靠性，降低整体运营成本，同时也推动了综合能源系统的持续健康发展。

“电-气”综合能源系统的日前调度分为两部分，电力系统日前调度与天然气系统日前调度。

在电力系统日前调度中，往往考虑网络安全约束的机组组合优化或经济调度，而前者在保证电力系统安全性的前提下，以运行成本最低为目标。机组组合模型是一个混合整数规划(MIP)模型，其中整数变量来源于机组的开停状态，而机组组合模型中的发电机成本曲线可以是线性形式，也可以是非线性的二次函数形式。机组组合常用的求解方法是通过成熟的商用求解器，求解该混合整数规划问题。

在天然气系统日前调度中，往往以天然气网络稳态潮流优化问题为主，在保证管道与节点气压不越限的前提下，以运行成本最低为目标。天然气网络稳态潮流模型是一个非线性非凸的模型，其中管道-气压规则由Weymouth方程表示，该方程是一个非线性非凸的方程，这也是求解天然气网络稳态潮流的难点。常用的天然气网络稳态潮流的求解方法包括内点法、分段线性化等。

传统的电力系统日前调度方法，大多把天然气网络约束造成的影响简单化，并反映到燃气轮机上，进而体现到电力系统日前调度中。然而这并不准确，燃气轮机在“电-气”综合能源系统中属于耦合部件，不能完全体现天然气网络对电力网络调度造成的影响。此外，现有“电-气”综合能源系统的模型不够完善，求解方法的效率与精度较低，会造成额外的调度成本。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种电-气综合能源系统的日前调度方法，将罚函数法与泰勒级数法结合，利用序贯二阶锥规划方法，设计了一套电-气综合能源系统的日前调度算法，该算法具有较好的收敛性与精确性，提高了计算时间。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电-气综合能源系统的日前调度方法，包括以下步骤：

S1.建立电-气综合能源系统日前调度模型：包括建立电力网络模型、建立天然气网络模型、建立燃气机组模型、建立非燃气机组模型、建立系统运行成本最低模型；

S2.对S1步骤建立的电-气综合能源系统日前调度模型进行约束处理；

S3.对模型进行求解：首先利用罚函数求解模型获取粗糙解，然后利用泰勒级数法求解模型，并采用序贯二阶锥规划形成迭代优化。

进一步的，所述的S1步骤中，所述的建立电力网络模型包括：

1)建立电力平衡方程：