申请/专利权人：清华大学;国网福建省电力有限公司经济技术研究院;国网综合能源服务集团有限公司;国家电网有限公司

申请日：2021-02-10

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN112861448B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;H02J3/00;H02J3/38;H02J3/06;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2021.06.15#实质审查的生效;2021.05.28#公开

摘要：本发明公开了一种电‑气耦合系统区间线性能流模型的求解方法及装置，该方法包括：建立基础模型；基于电力系统潮流模型、耦合元件端口模型、天然气系统线性水力模型和风电不确定性的区间模型，建立区间线性能流模型；求解区间线性能流模型。通过该方法及装置，解决了区间非线性能流模型计算保守性及计算效率之间的矛盾；利用区间法建模可再生能源的不确定性，避免了过多的数据统计及经验假设；提出的一次迭代法可以明显提高电‑气耦合系统区间线性能流模型的计算精度，提高能流的计算精度提出了一次迭代法；分析了风电不确定性对天然气系统运行安全的影响，计算了含高渗透可再生能源的电‑气耦合系统的不确定能流。

主权项：1.一种电-气耦合系统区间线性能流模型的求解方法，其特征在于，包括：建立基础模型，其中，当所述建立基础模型时，不分先后顺序执行以下四个步骤：建立电力系统潮流模型；建立耦合元件端口模型；建立天然气系统线性水力模型；建立风电不确定性的区间模型；基于所述电力系统潮流模型、耦合元件端口模型、天然气系统线性水力模型和风电不确定性的区间模型，建立区间线性能流模型；求解所述区间线性能流模型；所述建立电力系统潮流模型中，建立的所述潮流模型为： 式中，PiSP为节点i的注入有功功率，θi、θj为节点i和j的电压相角，xij为支路电抗；所述建立耦合元件端口模型中，采用效率系数的方法，构建耦合元件的有功出力与入口质量流量之间的转换关系，其中，有功出力、转换关系和入口质量流量的关系为：PGg＝η·mGg，式中，PGg为有功出力，η为燃气机组效率参数矢量，mGg为入口质量流量；所述建立天然气系统线性水力模型，包括：执行以下两个步骤中的任意一步：在构造天然气传输方程的理论中，根据运行方程、连续性方程及气体状态方程构建偏微分-代数方程组，其中，偏微分-代数方程组为 p＝ZρRT5，式中，g为重力加速度，α为管道敷设与水平面的夹角，λ为燃气管道的摩擦阻力系数，Z为摩尔质量，R为气体常数，T为气体温度，p为压力、v为流速、ρ为密度，t为时间，x为距离，d为管道直径；在构造天然气传输方程的实际工程中，根据运行方程、连续性方程及气体状态方程构建简化偏微分-代数方程组，其中，简化偏微分-代数方程组为 此时，假设为恒温过程，即有式4与5联立导出波动方程： 式中，c为介质中的声速，设定质量流量m＝ρvA，对式6和7进行转化变换，得到： 其中，A为管道截面积；当天然气网络平稳运行，受到的扰动较小时，变量仅有管道沿程距离，则式8改写为微分方程，得到： 将长度为l的管道视为集总参数模型，设R＝λ|v|l2Ad为类比于电路中电阻元件的气阻元件，得到天然气系统线性水力方程为pi-pj＝R·mij，式中，l为管道的长度，pi,pj分别为节点i,j气源等效节点压力,mij为管道ij供气流量；所述建立风电不确定性的区间模型中，所述线性水力模型为： 式中，PRE,分别为可再生能源出力下限、出力上限；所述建立风电不确定性的区间模型，包括：根据可再生能源的预测出力及预测不确定性描述所述线性水力模型的上下边界，即： 其中，当无法获取可再生能源的预测信息时，将所述线性水力模型的出力区间设置为零至满容量即： 式中，为满容量的出力上限。

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