[发明专利]一种气电联合系统的协同规划方法

说明书

本发明涉及一种气电联合系统的协同规划方法，包括以下步骤：1)考虑电力系统的安全约束的同时考虑天然气系统的安全约束以及气电耦合约束条件，建立气电联合系统的协同规划模型；2)以气电联合系统的规划方案作为粒子，采用粒子群算法求解气电联合系统的协同规划模型，获得天然气管道和电力线路的最优规划方案，即各个管道和线路走廊上新建的管道和线路数量。与现有技术相比，本发明具有兼顾环保性、增强搜索性能、规划效果好等优点。

技术领域

本发明涉及气电联合供能系统领域，尤其是涉及一种气电联合系统的协同规划方法。

背景技术

随着天然气消费量的不断提升以及天然气发电比重的增加，天然气系统和电力系统之间的联系也越来越紧密。而传统的规划方法仅仅针对单一的能源系统，联合供能系统的规划问题亟待解决。而在传统的规划方法中，由于两个系统的关联程度不高，通常仅对单一供能系统进行专项规划与优化配置，可能造成设备的重复投资以及利用率低等问题，降低了能源供应的经济性。在此背景下，本专利在已有研究成果的基础上，建立了气电联合系统的协同规划模型，综合考虑了规划方案的经济性和环保性，确定天然气管道和电力线路的最优建设方案，最后构建联合供能系统的算例，测试所提方法的正确性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气电联合系统的协同规划方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种气电联合系统的协同规划方法，包括以下步骤：

1)考虑电力系统的安全约束的同时考虑天然气系统的安全约束以及气电耦合约束条件，建立气电联合系统的协同规划模型；

2)以气电联合系统的规划方案作为粒子，采用粒子群算法求解气电联合系统的协同规划模型，获得天然气管道和电力线路的最优规划方案，即各个管道和线路走廊上新建的管道和线路数量。

所述的步骤1)中，气电联合系统的协同规划模型的目标函数为：

MinF＝C_inv+C_op+C_carbon

其中，C_inv为投资成本，C_op为运行成本，C_carbon为碳排放成本，和分别为规划期内的候选线路l、管道p的投资费用，N_l和N_p分别为线路l和管道p上新建的回路数，Ω_Cline为待建电力线路的集合，Ω_Cpipe为待建天然气管道的集合，分别为气源的单位天然气价格和燃煤发电机的单位出力成本，S_s为气源s的天然气供气量，P_g为发电机g的有功出力，Ω_Supplier为天然气网中气源的集合，Ω_CG为非燃气机组的集合，T_max为年最大负荷利用小时数，为碳价格，ξ₁和ξ₂分别为燃煤发电机组和燃气发电机组的碳排放系数。

所述的步骤1)中，气电联合系统的协同规划模型的约束条件包括设备建设约束、电力系统约束和天然气系统约束。

所述的设备建设约束具体为：

规划期内每条电力线路和管道新建的回数不能超过限制：

其中，和分别为电力线路l和管道p上新建的回数上限。

所述的电力系统约束包括：

电力平衡约束：