[发明专利]一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法

说明书

本发明涉及互联综合能源系统规划领域，具体涉及一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法，包括，S1：对城市电与气综合能源系统按照三个评价指标分成三个受灾等级；S2：建立城市电与气综合能源系统基本元件的受灾故障不确定集合；S3：建立弹性提升的城市电与气综合能源系统扩展规划鲁棒优化模型；S4:上述所建立的鲁棒优化模型具有max‑min‑max三层结构，将建立的鲁棒优化模型进行转化，并利用列和约束算法进行求解；S5：用IEEE33节点电力系统和比利时20节点天然气系统作为仿真算例对模型进行验证说明，使用MATLAB语言对模型编程，调用CPLEX工具箱进行求解；本发明结果更加准确合理，在最优扩展规划情况下提升系统弹性的目的。

技术领域

本发明涉及互联综合能源系统规划领域，具体涉及一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步和环境友好型社会的提出，能源系统朝着更加综合更加环保的方向发展。其中，电与气综合能源系统作为综合能源系统的主要组成成分，发挥着不可小觑的作用。近年来，自然灾害频频发生，无论是台风、海啸亦或是地震、洪水，都会对能源的基础设施造成巨大的破坏。如果一旦产生大量的供能问题，不仅会造成巨大的经济损失，还会给救灾工作造成严重的影响，无法正常开展灾后修缮及重建工作。据此有专家提出综合能源系统弹性问题，即为综合能源系统抵抗自然灾害并快速恢复的能力。综上所述，有必要针对城市电与气综合能源系统，提出新的扩展规划方法。该扩展规划方法能够确保在进行最优规划之后，最大程度上提高城市电与气综合能源系统应对自然灾害时的弹性。

发明内容

本发明目的是提高城市电与气综合能源系统在进行最优规划之后，还能应对自然灾害时的弹性。

为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法，包括如下步骤：

步骤S1：对于城市电与气综合能源系统的基本构成单元电力线路和输气管道通过熵权决策法按照三个评价指标分成三个受灾等级；

步骤S2：建立自然灾害情况下，城市电与气综合能源系统基本元件的受灾故障不确定集合；

步骤S3：建立考虑弹性提升的城市电与气综合能源系统扩展规划鲁棒优化模型；

步骤S4：由于上步所建立的鲁棒优化模型具有max-min-max三层结构，无法直接求得最终结果。因此将所建立的鲁棒优化模型进行转化，并利用列和约束算法进行求解；

步骤S5：使用IEEE33节点电力系统和比利时20节点天然气系统作为仿真算例对模型进行验证说明。使用MATLAB语言对模型编程，调用CPLEX工具箱进行求解。

进一步的，步骤S1中的利用熵权决策法对城市电与气综合能源系统的基本构成单元电力线路和输气管道进行受灾等级划分，具体为：系统中的电力线路个数用I表示，为被评价对象；每个被评价对象的评价指标有3个，分别为灾害传播时空路径、线路所带负荷的重要程度和线路是否主干部分；由于自然灾害，例如：台风、地震、海啸的破坏力会随着时间和空间的变化逐渐减弱，会对位于不同区域的元件产生不同的破坏水平，因此有必要将受灾区域按照灾害传播的时空路径进行等级划分；同时，线路所带负荷的重要程度也是划分线路元件在自然灾害来临时抗灾性能的重要指标之一；在基本电网规划设计阶段，对一些重要负荷开展了保护措施，因此如果线路所带负荷等级高，那么该线路的抗灾性越强；同理，如果一条线路是城市中的主要干线，也会在设计之初进行硬化保护。为便于表达，在以下公式中用J表示评价指标；

步骤S101：将被评价对象进行标准化处理：

式中：x_min为同一评价指标下不同元件的指标值中最小值；x_max为同一评价指标下不同元件的指标值中最大值；x_ij表示第i个元件的第j个指标数值；