[发明专利]一种电-气互联系统分层协同恢复模型建模方法

说明书

本发明涉及一种电‑气互联系统分层协同恢复模型建模方法，包括：建立电‑气互联系统分层协同恢复框架模型；建立电‑气互联系统协同恢复模型；在电‑气互联系统协同恢复模型中增加电力‑天然气网络耦合约束，包括输电‑输气系统耦合约束、配电‑配气系统耦合约束以及输电‑输气系统和配电‑配气系统的边界联系约束；完成电‑气互联系统协同恢复模型的建立。与现有技术相比，本发明具有协同恢复速度快、充分考虑电力‑天然气网络耦合特性等优点。

技术领域

本发明涉及电力网络恢复技术领域，尤其是涉及一种电-气互联系统分层协同恢复模型建模方法。

背景技术

传统的电力系统恢复指系统局部停电或者大面积停电之后通过系统内燃气机组、水电机组等具备黑启动能力的机组或者外部电源为系统内不具备自启动能力的其他机组提供启动功率，逐步恢复系统主干网架和负荷，将系统安全、有效地恢复至新的正常运行状态。

但传统的电力系统恢复模型存在如下缺陷：①以输电网络恢复为核心，较少考虑配电网络自身的恢复能力，配电网络需在主要机组并网及主干输电网络恢复后再进行恢复，影响了重要负荷的持续供电；②大规模能源供应中断事故发生后，电力、天然气能源网络的恢复存在紧密的相互依赖特性，传统的电力网络黑启动模型未能考虑电力-天然气网络耦合特性对电力网络恢复的影响，使得电力网络的黑启动效率较低，速度慢。

在大规模断电时，黑启动的启动时间俨然成为了黑启动问题最重要的考虑指标，因为亟需一种能够考虑电力-天然气网络耦合特性的电力系统协同恢复模型。

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协同恢复速度快、充分考虑电力-天然气网络耦合特性的电-气互联系统分层协同恢复模型建模方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电-气互联系统分层协同恢复模型建模方法，所述的建模方法包括：

步骤1：建立电-气互联系统分层协同恢复框架模型；

步骤2：基于步骤1的框架模型建立电-气互联系统协同恢复模型；

步骤3：在电-气互联系统协同恢复模型中增加电力-天然气网络耦合约束，包括输电-输气系统耦合约束、配电-配气系统耦合约束以及输电-输气系统和配电-配气系统的边界联系约束；

步骤4：完成电-气互联系统协同恢复模型的建立。

优选地，所述的步骤1具体为：

假设能源供应中断事故发生于t₀时刻，自t_k时刻起开始对输电-输气系统层面的电、气负荷进行恢复，同时配电-配气系统的负荷正式开始大规模恢复；

电-气互联系统分层协同恢复从t_k时刻开始，即恢复准备阶段已完成，输电-输气系统内部各电源、气源启动，输电线路、输气通道、配电网变电站和配气网调压站已投入运行；

基于此时的电-气互联系统建立电-气互联系统分层协同恢复框架模型。

优选地，所述的电-气互联系统分层协同恢复模型具体为：

最大化输电-输气系统和配电-配气系统内的电负荷和气负荷的加权供应量为模型的目标函数，具体为：

其中，各变量上标T表示输电网或输气网，上标D表示配电网或配气网；下标E表示电力系统，下标G表示天然气系统；上标L代表负荷；下标t表示各恢复时刻，T_R表示各恢复时刻的集合；下标m表示输电网节点编号，下标n表示输气网节点编号，下标i表示配电网节点编号，下标j表示配气网节点编号；和分别表示输电网、输气网、配电网和配气网各自所有节点的集合；和分别表示相应系统的各节点的权重系数；分别为各时刻各系统所恢复的负荷量。