[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

说明书

本发明公开了一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法。该方法包含以下内容，首先建立电热互联综合能源系统模型，然后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，最后采用内点法计算系统最优能量流，得到一组最优调度方案。算例分析结果验证了本发明所提方法的可行性和有效性。

技术领域

本发明涉及一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法，属于综合能源系统运行调度领域。

背景技术

最优潮流是指当电力系统的结构参数给定的情况下，通过调节系统中的控制变量改变系统的运行状态，使其中的某一或某些性能指标达到最优，最优潮流是网络规划和运行的重要工具，现已在电力系统规划、有功调度、机组组合、无功优化、电力市场等众多领域得到广泛的使用。随着热网的普及以及热电联产(Combined Heat and Power,CHP)机组的逐步应用，电力系统和热力系统耦合不断加深，电热互联综合能源系统逐渐引起国内外专家学者的广泛关注。在电热互联综合能源系统中，其优化分析依然是系统安全经济运行的基础，目前有关电热互联综合能源系统优化的研究尚处于起步阶段。已有的模型着重了考虑电力系统的相关约束，对热力系统只考虑热力平衡这一条件，并没有考虑热力网络约束的影响。而实际上，热力网络本身存在着压头损失、传热损耗、容量限制等诸多方面的特点，其影响不可忽略。

原对偶内点法基本思想是在目标函数中引入拉格朗日乘子，在约束条件中引入松弛变量，通过构造对数障碍壁垒函数保证每次求解的结果都在可行域的内部，因其具有较高的计算精度和较快的收敛性，已经广泛应用于电力系统最优潮流计算，但是在电热互联综合能源系统的最优能量流计算中还鲜有涉及。本发明提出一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法求解系统最优能量流。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于，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，提出能有效求解非线性优化模型的原对偶内点法得到一组最优调度方案。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种电热互联综合能源系统最优能量流计算方法，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。

进一步地，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)