[发明专利]域收缩型电气综合能源系统仿射能流计算方法

权利要求书

1.一种域收缩型电气综合能源系统仿射能流计算方法，其特征在于：

基于仿射算术建立电、气网络和耦合元件的仿射模型，获得分布式电源出力波动和负荷变化等不确定因素的仿射表达式；在仿射模型的基础上，首先建立网络变量间的灵敏度关系，以此预测不确定因素作用下的状态量，得到满足完备性的初步结果；其次，由预测状态量进行仿射运算得到不确定因素的计算值，在计算值满足完备性的条件下求解压缩系数优化模型，并以此系数对预测状态量的区域进行压缩校正；同时，采用电气仿射能流分列迭代方法，通过交换电、气网络和耦合元件的边界条件完成多能流交互计算。

2.根据权利要求1所述的域收缩型电气综合能源系统仿射能流计算方法，其特征在于：

所述仿射模型具体包括：

(1)电网仿射模型

电力网络中节点注入功率的仿射模型如式(1)所示：

式中：表示节点有功功率和节点无功功率的仿射量；P_i,mid、Q_i,mid表示节点有功、节点无功仿射量的中心值；M_E,P、M_E,Q分别表示电网中影响有功、无功的不确定性因素个数；ε_j为噪声元，定义在[-1,1]的范围内，表示影响不确定量的第j个独立不确定源，由计算误差或外部因素引起；ε_j^P为表征第j个有功不确定因素的噪声元；ε_j^Q为表征第j个无功不确定因素的噪声元；p_ij表示第j个有功不确定因素对第i个节点有功功率的影响程度；q_ij表示第j个无功不确定因素对第i个节点无功功率的影响；

(2)气网仿射模型

天然气网络中，气源、负荷均以气流量的形式表示，节点注入流量的仿射模型如下：

式中：表示第i个气网节点的仿射节点注入流量；L_i,mid为节点注入流量仿射量的中心值；M_G为影响气网的不确定性因素个数；l_ij为噪声元系数，表示第j个不确定因素对第i个节点注入流量的影响程度；

采用节点气压的平方П代替节点气压π作为天然气网络状态量，其仿射形式表示如下：

式中：表示第i个节点的仿射气压；Π_i,mid为气压仿射量的中心值；τ_ij为噪声元系数表示第j个不确定因素对第i个节点气压的影响程度；

天然气网络管道仿射能流方程表示为式(4)：

式中：表示第m条管道的流量；表示第m条管道起始节点的气压；表示第m条管道终止节点的气压；c_m表示第m条管道的管道参数，与管道的长度、半径和摩阻系数有关；

天然气网络管道流量在节点处满足流量连续性方程，节点处注入气流量等于流出的气流量，即：

式中：A_G为天然气网络的节点-支路关联矩阵；

(3)耦合元件仿射模型

电气综合能源系统的耦合元件的能量转换关系如下：

式中：为GT消耗天然气流量，单位为m³/h；为P2G产出天然气流量；为GT产出电功率，单位为kW；为P2G消耗电功率；η表示耦合机组转换效率；H_G为天然气热值。

3.根据权利要求2所述的域收缩型电气综合能源系统仿射能流计算方法，其特征在于：基于网络灵敏度，进行预测计算的具体过程为：

首先，建立不确定因素的仿射模型，具体如式(7)所示：

式中：M为不确定因素个数；不确定因素以功率的形式影响网络状态，电力网络中对应电功率天然气网络中，对应气流量

状态量的仿射形式表示为中心值和一组相互独立噪声元的线性组合，预测状态量的中心值由牛顿拉夫逊法进行求解，噪声元系数则由不确定因素和灵敏度进行预测；如式(8)所示，第i个状态量的第j个噪声元系数表示为灵敏度和第j个不确定因素噪声元系数的乘积：

式中：N为网络节点数；电力网络中，对应电压幅值和电压相角天然气网络中对应气压