[发明专利]一种基于热网动态特性端口等值模型的电热协同调度方法

权利要求书

1.一种基于热网动态特性端口等值模型的电热协同调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)建立热网动态特性端口等值模型；具体步骤如下：

1-1)在拉普拉斯域建立热网的支路方程：

其中，表示供水网支路e的终端热流功率，表示供水网支路e的始端热流功率，表示回水网支路e的终端热流功率，表示回水网支路e的始端热流功率，L_e，m_e，A_e，λ_e分别表示热网中供水网或回水网支路e的长度、质量流量、横截面积和热损系数，c，ρ分别为水的比热容和密度，s为拉普拉斯算子；

1-2)在拉普拉斯域建立热网的节点方程：

其中，表示节点v的热源功率，表示注入供水网节点v的热流功率，表示流出回水网节点v的热流功率，表示节点v的热负荷功率，表示流出供水网节点v的热流功率，表示注入回水网节点v的热流功率，m_v，d表示供水网或回水网节点v处经过热负荷的质量流量，m_v，g表示供水网或回水网节点v处经过热源的质量流量；

1-3)分别定义供水网和回水网的节点-支路矩阵：

对于供水网，定义供水网出发节点-支路关联矩阵和供水网到达节点-支路关联矩阵

其中，V代表节点集合，E代表支路集合，下标|E|表示支路数，下标|V|表示节点数，表示矩阵A^s+中对应支路v和节点e的元素，表示矩阵A^s-中对应支路v和节点e的元素；

其中，表示从节点v∈V流出的支路集合，表示从节点v∈V流入的支路集合；

回水网与供水网完全镜像，拓扑一致，仅工质流动方向相反，因此有A^r+＝A^s-，A^r-＝A^s+，其中A^r+表示回水网出发节点-支路关联矩阵，A^r-表示回水网到达节点-支路关联矩阵；

1-4)以式(1)和(2)为基础，在拉普拉斯域建立热网的支路方程矩阵形式：

其中，表示供水网支路终端热流功率向量；表示供水网支路始端热流功率向量；表示回水网支路终端热流功率向量；表示回水网支路始端热流功率向量；

Z为支路特性矩阵，定义为：

1-5)以式(3)-(8)为基础，在拉普拉斯域建立热网的节点方程矩阵形式：

其中，表示流出回水网节点的热流功率向量，表示注入回水网节点的热流功率向量；

分别为供水网第一分配系数矩阵和供水网第二分配系数矩阵，分别为回水网第一分配系数矩阵和回水网第二分配系数矩阵：

1-6)建立热网动态特性端口等值模型；

首先，建立拉普拉斯域中热网动态特性端口等值模型：

其中：

其中，表示热网节点热源功率向量；表示热网节点热负荷功率向量；表示热源注入供水网的热流功率，为供水网端口系数矩阵，为回水网端口系数矩阵；

对式(24)进行拉普拉斯逆变换得到时域中的热网动态特性端口等值模型：

其中，L^-1表示拉普拉斯逆变换；

2)建立考虑热网动态特性端口等值模型的电热协同调度模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：

2-1)建立协同调度模型的目标函数：

其中，表示t时段机组j的发电功率，表示t时段机组j的出力热功率，T表示决策时段集合，Ω^TU表示非热电联产传统机组集合，Ω^CHP表示热电联产机组集合，C_j(·)指机组j的燃料成本函数；

非热电联产传统机组的成本函数表达式如下：

热电联产机组的成本函数表达式如下：

其中，为非热电联产传统机组燃料成本系数；为热电联产机组燃料成本系数；κ_j为热电联产机组j∈Ω^CHP的可行域第一系数；

2-2)确定协同调度模型的条件，具体如下：

2-2-1)热电联产机组出力约束；

其中，μ_j，ε_j分别为热电联产机组j∈Ω^CHP的可行域第二、第三系数，p_j^g分别为机组j的最大出力值和最小出力值；

2-2-2非热电联产传统机组出力约束；

2-2-3)风电机组出力约束；

其中，w_j，t，分别为风电机组j∈Ω^WPt时段的实际出力和t时段预测最大出力上限，Ω^WP表示风电机组集合；

2-2-4)电力系统功率平衡约束；

其中，p^d为系统电力负荷；

2-2-5)热力系统约束；

3)对步骤2)建立的模型求解，得到热电联产机组j∈Ω^CHP的出力电功率与热功率非热电联产传统机组j∈Ω^TU的出力电功率风电机组j∈Ω^WP的出力电功率w_j，t的最优解，即为电热协同调度的最优方案。