[发明专利]一种天然气与电力网络联合运行模型的求解方法及系统

权利要求书

1.一种天然气与电力网络联合运行模型的求解方法，其特征在于，所述方法包括：

建立天然气与电力网络联合运行模型；

对所述天然气与电力网络联合运行模型中的非线性项进行线性化处理，并生成混合整数规划模型；

利用CPLEX求解器对所述混合整数规划模型进行求解；

对所述天然气与电力网络联合运行模型中的非线性项进行线性化处理，并生成混合整数规划模型，包括：

分别对燃气轮机发电函数、所述燃气轮机在联合运行过程中的约束条件以及管道流量及其两端压力关系约束进行分段与线性逼近处理，具体处理过程分别如下：

(1)将所述燃气轮机发电函数划分为N_e段进行线性逼近处理为：

其中，P_e,r,t为t时段下常规电源e在第r段的出力，α_e,r为常规电源e在第r段的分段线斜率，C_e,r为常规电源e在第r个分段点处的成本值，P_e,r为常规电源e在第r个分段点处的出力，R为(N_e+1)个分段点的集合；C_e,t为t时刻下常规电源e的运行成本函数；P_e,t为t时刻下常规电源e的出力；c_e表示常规电源e的供应成本系数；

(2)把所述燃气轮机在联合运行过程中的约束条件充当为非线性二次函数，并将其划分为N_g段进行线性逼近处理为：

其中，P_g,u,t为t时段下燃气轮机g在第u段的出力，α_g,u为燃气轮机g在第u段的分段线斜率，F_g,u为燃气轮机g在第u个分段点处的消耗流量值，P_g,u为燃气轮机g在第u个分段点处的出力，U为(N_g+1)个分段点的集合；F_g,t为t时段下燃气轮机g消耗的燃气流量；P_g,t为t时段下燃气轮机g的出力；c_g为燃气轮机g的发电系数；为燃气轮机g的压力最小值；为燃气轮机g的压力最大值；

(3)对所述管道流量及其两端压力关系约束进行线性化处理过程为：基于所述管道流量及其两端压力关系约束实际上可简写为非线性函数F_m,n＝F_m,n(Π_m,Π_n)进行描述，首先根据管道两端所连接的节点压力范围，定义(Π_m,Π_n)的等距二维网格点集X，并为该二维网格点集X中的每一个网格点k关联一个非负权重λ^k；其次对函数F_m,n的域进行三角剖分以获取三角形集Y，并为该三角形集Y中的每一个三角形κ关联一个变量y^κ∈{0,1}，此时可定义所述非线性函数的网格约束条件为：

最后，通过该二维网格点集X中的每一个网格点k的凸组合分段对所述非线性函数进行线性化，根据管道起点的节点压力以及管道终点的节点压力，对每一段凸组合进行约束为：

其中，定义N(κ)为属于三角形κ的λ-变量集。

2.根据权利要求1所述的天然气与电力网络联合运行模型的求解方法，其特征在于，所述建立天然气与电力网络联合运行模型包括：

确定天然气与电力网络联合运行的成本最优函数；

确定电力网络在联合运行过程中的约束条件、天然气发电机组在联合运行过程中的约束条件以及燃气轮机在联合运行过程中的约束条件。

3.根据权利要求2所述的天然气与电力网络联合运行模型的求解方法，其特征在于，所述天然气与电力网络联合运行的成本最优函数为：

其中，C_w,t为t时刻下气源w的运行成本，C_e,t为t时刻下常规电源e的运行成本，Nt为运行时间周期，W为所有气源的总和，E为所有电源的总和，c_w为气源w的供应成本系数，F_w,t为t时刻下气源w的出力，c_e、b_e、a_e均为常规电源e的供应成本系数，P_e,t为t时刻下常规电源e的出力。