[发明专利]一种基于非平衡节点㶲的综合能源系统㶲流直接计算方法

权利要求书

1.一种基于非平衡节点的综合能源系统流直接计算方法，其特征在于，包括：

S1、已知非平衡节点的条件下，基于热力系统流机理模型，建立热力系统水力-热力-流直接计算模型，采用水力模型和热力-流模型交替迭代算法求解热力系统水力-热力- 流直接计算模型，得到热力系统的流分布；

S2、已知非平衡节点的条件下，基于电力系统流计算模型，建立电力系统三相流直接计算模型；采用牛拉法、PQ分解法或前推回代法其中的一种算法求解电力系统三相流直接计算模型，得到电力系统的流分布；

S3、已知非平衡节点的条件下，基于天然气系统流计算模型，建立天然气系统气压-流直接计算模型；采用牛顿节点法求解天然气系统气压-流直接计算模型，得到天然气系统的流分布；

S4、由集线器模型更新迭代综合能源系统内热力系统、电力系统和天然气系统之间的流交互信息，迭代过程中更新能源站在各能源系统中消耗或供应的求解热力系统、电力系统和天然气系统的流分布，直到满足当前综合能源系统的运行条件；获取整个综合能源系统的流及势分布。

2.根据权利要求1所述一种基于非平衡节点的综合能源系统流直接计算方法，其特征在于，热力系统的流分布包括三部分：

损，包括供回水管道损和负荷损；

热源和负荷

元件流，包括供回水管道流、流入热源流、流入负荷流和流出负荷流。

3.根据权利要求1所述一种基于非平衡节点的综合能源系统流直接计算方法，其特征在于，热力系统水力-热力-流直接计算模型中采用水力模型与热力-流模型交替迭代的方法求解热力系统流分布；

(101)水力模型

水流在热力节点处满足广义化的基尔霍夫第一定律，热力节点包括供水节点、回水节点、出口节点，水压在供水网络和回水网络环路内满足广义化的基尔霍夫第二定律，采用流量连续方程和水压降落方程描述：

式中：A_h为供水网络的节点-支路关联矩阵；m_h为供水管道水流率列向量；B_h为供水网络的回路-支路关联矩阵；h_f为供水网络水压损失列向量；式(1)采用牛拉法进行求解；m_h,N为热力源荷水流列向量；

(102)热力-流模型也即水流率-温度与流的关系模型

热力系统热力模型包括：热力源荷功率方程、管道水温降落方程和节点水温混合方程，以描述热力管道和节点处的温度变化；如果非平衡节点已知，将热力源荷功率方程中的供水温度向量T_s与水的比热容的乘积c_p与和出口温度向量T_o与水的比热容的乘积之差替换为供水节点势向量p_s和出口节点势向量p_o之差，热力源荷热功率向量Δφ替换为热力源荷向量Δe_h,N，即替换为热力源荷流方程，进而得到热力-流模型，如式(2)所示；

式中：T_start和T_end分别为管道两端的水温；T_a为环境温度；t_λ为热传导系数；L_h为热力管道长度；T_in和T_out分别为流入节点和流出节点的水温；m_in和m_out分别为流入和流出节点的水流率；Δe_h,N为热力源荷列向量，热源出口和回水节点势相等，热源吸收的热量和负荷放出的热量均能够由上式热力源荷流方程表示。