[发明专利]一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法

权利要求书

1.一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立电热互联综合能源系统模型，包括：电力系统模型、热力系统水力模型和热力模型、CHP机组模型；

步骤2：同时计及电力系统约束、热力系统约束和耦合元件约束建立电热互联综合能源系统非线性优化模型，并以网络总运行成本最小为优化控制目标，兼顾系统运行的安全性和经济性；

步骤3：采用原对偶内点法计算电热互联综合能源系统最优能量流，得到一组最优调度方案。

2.根据权利要求1所述的一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤101：建立电力系统模型，电力系统模型用经典的交流潮流模型描述，其节点的功率表达式如下：

式中：P、Q为节点的有功功率和无功功率；Y为节点导纳矩阵；为节点电压相量；

步骤102：建立热网水力模型，热网水力模型可以由流量连续性方程、回路压头方程和压头损失方程来描述，即：

A_Hm＝m_q (2)

B_Hh_f＝0 (3)

h_f＝Km|m| (4)

式中：A_H为热网节点-支路网络关联矩阵；m为热网管道流量；m_q为注入节点的流量；B_H为热网回路-支路环路关联矩阵；h_f为由管道摩擦造成的压头损失；K为管道的阻力系数，在很大程度上取决于管道的直径；

步骤103：建立热网热力模型，热力模型的求解主要涉及以下三种温度，供热温度T_s表示热水注入节点之前的温度，输出温度T₀表示热水流出节点时的温度，回热温度T_r表示热水流出节点并与其他管道的热水混合汇入回收管道之后的温度；热网热力模型可以由节点热量方程、管道温度降落方程和节点混合温度方程来描述，即：

H＝C_pm_q(T_s-T₀) (5)

(∑m_out)T_out＝∑(m_inT_in) (7)

式中：H为热负荷消耗或热源提供的热量；C_p为水的比热容；T_start和T_end分别为管道起点和终点热水的温度；T_a为环境温度；λ为管道的热传导系数；L为管道长度；m为管道流量；m_out和m_in分别为流出和注入节点的流量；T_out和T_in分别为流出和注入节点的热水的温度；

步骤104：建立CHP机组模型，CHP机组可分为背压式CHP机组和抽凝式CHP机组两种类型，上述两种类型CHP机组的电、热特性可以统一地由其可行域边界点A—F的加权来表示，即：

式中：P_CHP,i和H_CHP,i分别为第i台CHP机组的电出力和热出力；P_CHP,i,k和H_CHP,i,k分别为第i台CHP机组可行域第k个边界点对应的电出力和热出力；η_i,k为第i台CHP机组第k个边界点的电、热出力权重系数；Ω_CHP,i为第i台CHP机组可行域顶点集合；Ω_CHP为CHP机组集合。