[发明专利]一种电热耦合综合能源系统最优潮流计算方法

说明书

本发明涉及一种基于广义逆法的电热耦合综合能源系统最优潮流计算方法，属于电力/综合能源系统运行调控技术领域。该方法首先建立了区域电热耦合综合能源系统的稳态模型，然后基于广义逆矩阵理论，建立了区域综合能源系统的多目标最优潮流模型，多目标包括能源使用成本最小化和配电系统网络损耗最小化，并基于牛顿拉夫逊法迭代进行求解，电力系统与热力系统之间的信息传递通过耦合设备运行功率折算实现。本发明提出的方法可以准确地反映区域综合能源系统的运行状况，具有良好的数值稳定性和收敛性，优化过程是一个可行解的趋优过程，每一步都可以得到一个更优的可行解，计算可以根据实际情况随时停止，适用于实时系统优化调度应用。

技术领域

本发明涉及一种基于广义逆法的电热耦合综合能源系统最优潮流计算方法，属于电力能源系统运行调控技术领域。

背景技术

能源互联网是新一代能源系统与互联网技术的深度融合与发展，也是当前国内外学术界和工业界关注的焦点和创新前沿。在能源互联网的基础上，国家电网公司又提出了“泛在电力物联网”，明确了电力系统作为核心和骨干，各类分布式资源聚集在一起，形成区域综合能源系统，与上级电网建立互动。研究与建设区域综合能源系统是我国能源互联网落地实施的关键因素，具有重要的意义。

在区域综合能源系统最优潮流计算领域，目前电力系统的最优潮流计算已经比较成熟，但对于多能流最优潮流的研究，特别是区域电热耦合系统的最优潮流研究尚浅。现有技术的不足之处主要是热力系统设备建模较为简单，并且缺乏考虑热力管网系统潮流分布的情况。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于广义逆法的电热耦合综合能源系统最优潮流计算方法，克服已有技术的不足之处。该方法首先建立了区域电热耦合综合能源系统的稳态模型，然后基于广义逆矩阵理论，建立了区域综合能源系统的多目标最优潮流模型，多目标包括能源使用成本最小化和配电系统网络损耗最小化，并基于牛顿拉夫逊法迭代进行求解，电力系统与热力系统之间的信息传递通过耦合设备运行功率折算实现。

具体地，本发明提出的基于广义逆法的电热耦合综合能源系统最优潮流计算方法，包括以下步骤：

(1)建立电热耦合综合能源系统的稳态潮流模型，包括：

(1-1)建立电力系统的稳态潮流模型；

(1-2)建立热力系统的稳态潮流模型；

(1-3)根据电、热能流之间的功率折算关系，建立电热耦合设备的稳态潮流模型；

(2)建立热力系统的最优潮流模型，包括：

(2-1)确定热力系统的控制变量及其可变范围；

(2-2)根据所述控制变量的上限值与下限值，结合控制变量的决策值，共同确定热力系统控制变量；

(2-3)建立热力系统的最优潮流目标函数，目标为系统用能成本最小化；

(2-4)建立增广的约束潮流方程；

(3)建立电力系统的最优潮流模型，包括：

(3-1)确定电力系统的控制变量及其可变范围；

(3-2)根据所述控制变量的上限值与下限值，结合控制变量的决策值，共同确定电力系统控制变量；

(3-3)建立电力系统的最优潮流目标函数，目标为系统网络功率损耗最小化；

(3-4)建立增广的约束潮流方程；

(4)基于广义逆法，求解步骤(2)中的热力系统最优潮流模型；

(5)根据步骤(4)计算结果，求解耦合设备稳态潮流模型；

(6)基于广义逆法，求解步骤(3)中的电力系统最优潮流模型。