[发明专利]一种电-气互联能源网络模型构建方法及装置

说明书

本申请公开了一种电‑气互联能源网络模型构建方法及装置。本申请提供的方法考虑到气流传输的延迟特性，通过根据所述天然气能源网络的气流参数，对所述天然气能源网络的管道进行分段，结合质量守恒定律和牛顿第二定律，建立管道气流动态方程组，以通过采用时空偏微分方程形式的管道气流动态方程组精确描述气流动态特性，然后基于该管道气流动态方程组，结合所述天然气能源网络的管道输送约束条件，从而构建天然气能源网络模型，最后再基于该天然气能源网络模型构建考虑到气流动态特性的电‑气互联能源网络模型，解决了现有技术未考虑气流传输的延迟特性而导致的准确度低的技术问题。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，尤其涉及一种电-气互联能源网络模型构建方法及装置。

背景技术

近年来，随着环境污染问题的不断加重，传统能源网络的资源配置能力已无法满足未来发展的需求。2020年我国天然气新增探明地质储量8000亿立方米，但天然气在一次能源消费中占比明显较小。由于天然气具有热值高、碳排放量低、易于大量储存等优点，电力网络和天然气网络相耦合可以形成优势互补，在一定程度上降低碳排放量，因此电力网络和天然气网络相耦合的电-气互联系统也逐渐成为综合能源系统下的一种基本形式。

然而，现有的电-气互联模型较多基于天然气网络的稳态模型构建的，未考虑气流传输的延迟特性，导致现有的电-气互联模型存在准确度低的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种电-气互联能源网络模型构建方法及装置，用于解决现有的电-气互联模型存在准确度低的技术问题。

本申请第一方面提供了一种电-气互联能源网络模型构建方法，包括：

获取待建模的电-气互联能源网络，其中，所述电-气互联能源网络中包含电力能源网络和天然气能源网络的拓扑数据；

根据所述天然气能源网络的气流参数，对所述天然气能源网络的管道进行分段，结合质量守恒定律和牛顿第二定律，建立管道气流动态方程组，其中，所述管道气流动态方程组具体为：

Δx_ij＝l_ij/N

式中，d用于表示管道的分段节点，l_ij为管道i-j的长度，N为管道i-j的分段数，b^t_ij,x为t时刻管道i-j在位置x处的气压，f^t_ij,x为t时刻管道i-j在位置x处的气流量，M₁和M₂为管道传输特性常数；

基于所述管道气流动态方程组，结合所述天然气能源网络的管道输送约束条件，构建天然气能源网络模型；

基于所述天然气能源网络模型，结合电力能源网络模型、电-气耦合约束条件以及碳交易约束条件，构建电-气互联能源网络模型，其中所述电力能源网络模型为基于所述电力能源网络构建的模型。

优选地，所述管道输送约束条件具体包括：管存平衡约束条件、加压站约束条件、气压-气源出力约束条件、储气罐容量约束条件以及节点流量平衡约束条件。

优选地，所述管存平衡约束条件具体为：

式中，Ω_pipe为天然气管道集合，T为时间周期。

优选地，所述加压站约束条件具体为：

式中，与分别为气压变比的上限和下限，为t时刻管道首端节点i处的气压，f_i^t为t时刻管道首端节点i处的气流量。

优选地，所述气压-气源出力约束条件具体为：