[发明专利]一种基于放宽约束的气网扩容规划系统和方法

说明书

本发明提供一种基于放宽约束的气网扩容规划系统，包括气网数据模块、气网优化计算模块和气网成本模块；其中，气网优化计算模块包括气网约束模块、气网成本函数模块、数学建模模块和优化输出模块。本发明还提供一种基于放宽约束的气网扩容规划方法，包括以下步骤：S1：采集气网数据；S2：建立气网约束和气网成本函数；S3：构建扩容规划系统的数学模型；S4：对数学模型进行优化求解，得到优化结果；S5：计算得到规划总成本。本发明提供一种基于放宽约束的气网扩容规划系统和方法，不用使用复杂的算法，保证了求解的速度和最优解的存在，解决了现有的气网扩容规划系统建立的模型容易出现优化无解的情况的问题。

技术领域

本发明涉及气网规划技术领域，更具体的，涉及一种基于放宽约束的气网扩容规划系统和方法。

背景技术

气网规划是天然气网络规划的重要组成部分，其主要任务是根据规划期间的气负荷增长情况以及气源规划情况以确定相应的最佳气网网架结构。然而，现在的气网扩容规划系统在建立模型时往往采用了经典的气网暂稳态优化模型，并没有对约束条件进行修改，而是采用多目标函数并加以权重值以达到扩容规划的目的。这种扩容规划系统建立的模型比较复杂，权重值的选取非常重要，容易出现优化无解的情况。

现有技术中，如2017年5月17日公开的中国专利，一种燃气管网规划辅助决策系统，公开号为CN106682804A，通过建立现状管网模型与现状管网负荷数据之间的关联，选出合适的规划任务，但没有改进现有的气网扩容规划系统建立的模型。

发明内容

本发明为克服现有的气网扩容规划系统建立的模型容易出现优化无解的情况的技术缺陷，提供一种基于放宽约束的气网扩容规划系统和方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于放宽约束的气网扩容规划系统，包括气网数据模块、气网优化计算模块和气网成本模块；其中，所述气网优化计算模块包括气网约束模块、气网成本函数模块、数学建模模块和优化输出模块；

所述气网数据模块的输出端分别与所述气网约束模块、气网成本函数模块的输入端连接，所述气网约束模块、气网成本函数模块的输出端均与所述数学建模模块的输入端连接，所述数学建模模块的输出端与所述优化输出模块的输入端连接，所述优化输出模块的输出端与所述气网成本模块连接；

所述气网数据模块用于提供气网网架结构数据、气网气源容量上下限数据、气网管道潮流上下限数据和气网负荷数据；

所述气网优化计算模块用于接收所述气网数据模块提供的数据，并结合气网约束条件和规划成本函数建立扩容规划系统模型，最后求解扩容规划系统模型获得优化结果并输出；

所述气网约束模块用于提供气网约束条件；

所述气网成本函数模块用于计算气网规划成本；

所述数学建模模块用于根据气网约束条件和气网规划成本函数构建扩容规划系统的数学模型；

所述优化输出模块用于优化求解扩容规划系统的数学模型并输出优化结果；

所述气网成本模块用于接收所述优化输出模块输出的优化结果，计算得到规划总成本。

优选的，所述气网约束模块包括气网负荷平衡约束模块、气网节点气压约束模块、气网潮流约束模块和气网气源容量约束模块；所述气网负荷平衡约束模块、气网节点气压约束模块、气网潮流约束模块、气网气源容量约束模块的输入端均与所述气网数据模块的输出端连接；所述气网负荷平衡约束模块、气网节点气压约束模块、气网潮流约束模块、气网气源容量约束模块的输出端均与所述数学建模模块的输入端连接；

所述气网负荷平衡约束模块用于提供气网负荷平衡约束条件；

所述气网节点气压约束模块用于提供气网节点气压约束条件；