[发明专利]多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法及系统和装置

权利要求书

1.多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，包括：

采集电-气综合能源系统的天然气系统特性和电力系统特性；

根据天然气系统特性和电力系统特性，以误差加权平方和最小的目标函数为约束，通过多时间断面电-气综合能源系统状态估计模型进行状态估计，求解得到包括电力系统节点电压幅值估计值、节点电压相角估计值以及天然气系统各点压强估计值的电-气综合能源系统状态量的估计结果；其中，多时间断面电-气综合能源系统状态估计模型包括考虑暂态的天然气系统模型、电力系统稳态模型以及耦合元件模型；

将求解得到的电-气综合能源系统状态量的估计结果状态量的估计结果反馈给电-气综合能源系统的各控制系统。

2.根据权利要求1所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，考虑暂态的天然气系统模型、电力系统稳态模型以及耦合元件模型通过分析电-气综合能源系统内天然气系统特性和电力系统特性建立。

3.根据权利要求2所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，天然气系统特性包括天然气系统的拓扑结构、节点编号、管道参数以及加压站参数；电力系统特性包括电力系统的拓扑结构、母线编号和支路参数。

4.根据权利要求2所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，考虑暂态的天然气系统模型包括天然气管道方程、加压站方程和节点平衡关系；

其中，天然气管道方程为差分形式的天然气管道暂态方程：

加压站方程如下：

式中a_c,t表示加压站c在t时刻的加压比，及分别表示入站和出站处的天然气压强，及分别表示入站和出站处的天然气流量；

节点平衡关系如下：

对于任意时刻t，该时刻下任意节点i满足流量守恒关系。

5.根据权利要求2所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，电力系统稳态模型为节点电压、支路功率潮流以及节点注入功率的量测方程。

6.根据权利要求2所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，耦合元件模型为：

燃气轮机天然气输入流量与电功率输出量之间的关系，如下：

P_GT,t＝η_GTF_GT,t (18)

式中，P_GT,t为燃气轮机输出功率，η_GT为效率系数，F_GT,t微燃气轮机消耗燃气量；

以及，电转气装置耗电量与天然气输出流量之间的转化关系，如下：

P_P2G,t＝η_P2GF_P2G,t (19)

式中，P_P2G,t为电转气消耗功率，η_P2G为效率系数，F_P2G,t为产生的天然气流量。

7.根据权利要求2所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法，其特征在于，构建多时间断面电-气综合能源系统状态估计模型时，模型的目标函数基于最小二乘法构建，并最小化各时间断面下估计值与量测值之间的误差的加权平方和。

8.多时间断面的电-气综合能源系统状态估计系统，其特征在于，包括：处理器以及与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的多时间断面的电-气综合能源系统状态估计方法的步骤。

9.多时间断面的电-气综合能源系统状态估计装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集电-气综合能源系统的天然气系统特性和电力系统特性；

估计单元，用于根据天然气系统特性和电力系统特性，以误差加权平方和最小的目标函数为约束，通过多时间断面电-气综合能源系统状态估计模型进行状态估计，求解得到包括电力系统节点电压幅值估计值、节点电压相角估计值以及天然气系统各点压强估计值的电-气综合能源系统状态量的估计结果；其中，多时间断面电-气综合能源系统状态估计模型包括考虑暂态的天然气系统模型、电力系统稳态模型以及耦合元件模型；

执行单元，用于将求解得到的电-气综合能源系统状态量的估计结果状态量的估计结果反馈给电-气综合能源系统的各控制系统。