[发明专利]考虑边界等式约束的电气热综合能源系统鲁棒状态估计方法

说明书

本发明公开了一种考虑边界等式约束的电气热综合能源系统鲁棒状态估计方法，其步骤如下：a、建立电气热综合能源系统量测‑状态方程；b、建立耦合元件模型；c、建立综合能源系统鲁棒状态估计模型；本发明优点是：考虑耦合元件边界条件，将其既作为等式约束又作为大权重的虚拟量测方程，可保证所得结果严格满足边界等式约束条件，同时增加系统量测冗余度，获得全局状态一致解，提高了估计结果精度。

技术领域

本发明涉及综合能源系统鲁棒状态估计方法的技术领域，更具体地说涉及电气热综合能源系统鲁棒状态估计方法的技术领域。

背景技术

随着能源危机和环境污染日益严重，如何高效、清洁利用各类能源已成为近年来研究的重点。在这种情况下，综合能源系统(Integrated Energy System，IES)应运而生。

综合能源系统IES内可含电、气、热和冷等多种形式能流，集多种能源的生产、输送、分配、转换、储存和消费于一体，可为综合能源的高效、清洁利用提供重要解决方案。一方面，IES中的热电联产、热泵和电锅炉等各种能量转换设备，可使得各能源子系统之间耦合紧密。多种能源的转换与互动，可充分提高能源系统的灵活性和能源使用效率。另一方面，不同能源子系统之间相互协调，可促进可再生能源的消费，减少化石能源消耗，对环境友好。因此，综合能源系统IES已成为能源结构调整的重要方向。

随着综合能源系统IES的快速发展，综合能源系统IES能量管理系统迫切需要获取系统的实时运行状态，为后续的在线分析和多能流优化调度提供完整可靠的实时数据支持。因此，有必要为IES引入状态估计，通过充分利用测量冗余来消除测量误差和不良数据干扰，从而提供完整准确的全局状态信息。

状态估计广泛用于电力系统，相关理论也已有系统的阐述。相比之下，状态估计在供热系统和燃气系统中的应用相对空白。现有集成电、热、气三个能源子系统的IES状态估计，没有考虑量测在非高斯噪声下的情况，无法在非高斯噪声下获得更高精度的全局运行状态。同时，现有研究对耦合元件的处理也未将其既纳入严格的等式约束又作为大权重的虚拟量测方程，以便既满足严格的边界等式约束条件又提高系统量测冗余度。

发明内容

本发明为了解决现有技术之不足而提供一种针对电气热综合能源系统，首先厘清各子系统的量测量与状态量，并在此基础上建立非高斯测量噪声下的量测-状态方程，然后，考虑耦合元件边界条件，将其既作为等式约束又作为大权重的虚拟量测方程，基于极大似然鲁棒状态估计方法，提出了一种考虑边界等式约束的电气热综合能源系统鲁棒状态估计方法。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

考虑边界等式约束的电气热综合能源系统鲁棒状态估计方法，其步骤如下：

a、建立电气热综合能源系统量测-状态方程

a1、电力子系统量测模型

作为综合能源系统的子系统，电力系统中的量测量包含各节点注入功率、电压模值和支路功率，用向量形式可表示为：

z_e＝[P Q V P_b Q_b]^T；状态量为各电气节点电压模值和相角，用向量形式可表示为：x_e＝[V θ]^T，

量测量z_e与状态量x_e的方程可表示如下：