[发明专利]气电综合管网协同规划方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明提供一种气电综合管网协同规划方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：在保证满足电力网络的安全运行约束、生物天然气网络的安全运行约束以及生物质原料交通运输网络约束的条件下，建立以投资费用和运行费用最小为目标函数的多阶段联合规划模型，此外，多阶段协同规划模型还包括规模化生物天然气工程投建约束、总产气量约束、实时产气量约束和设备投资约束；根据多阶段联合规划模型确定考虑区域生物质供应能力的气电综合管网的协同规划方案。通过合理选址规模化生物天然气工程，减少原料运输成本，降低规划成本，保障区域供需平衡，促进了规模化生物天然气工程的稳定运行。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种考虑区域生物质供应能力的气电综合管网的协同规划方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前我国已初步建成全国性天然气干线管网，但仍然存在建设发展速度滞后，管道设施不足，互联互通不够等问题，仍有超过20％的地级地方区域，约30％的县级地方区域没有接通管道气。这些地区民用燃气短缺、管网铺设投资和输送成本过高，现有的城镇燃气供应体系难以覆盖新型城镇化区域。发展规模化生物天然气工程(centralized biogasplant,CBP)，生产供应清洁能源，一方面，能够通过区域性的天然气管网铺设实现新型城镇集中供气供热，满足炊事采暖用能需求；另一方面天然气管网通过燃气机组与地区电网耦合，形成区域性电-气综合能源系统，提高综合用能效率，替代煤耗机组减少碳排放量。

现有天然气-电力协同规划方法主要是针对输、配电网络与天然气管网，协同规划线路走廊扩容管道、新建管道，新建发电机组等，这种规划方法考虑的是天然气管网，而不是以生物天然气工程为中心而铺设的区域管网。因此，这种方法不适用于以生物天然气工程为气源的区域管网规划。然而，对于以生物天然气工程为气源的区域管网规划问题，规模化生物天然气工程通常面临地区生物质资源不足、供需不平衡等问题，导致天然气管道规划和输电线路的扩建规划不合理，使得扩建成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种考虑区域生物质供应能力的气电综合管网的协同规划方法，能够合理选址生物天然气工程，减少原料运输成本，并提供最优的天然气管道规划和输电线路扩容方案。

第一方面，本发明实施例提供一种考虑区域生物质供应能力的气电综合管网的协同规划方法，包括：

在保证满足电力网络的安全运行约束、生物天然气网络的安全运行约束以及生物质原料交通运输网络约束的条件下，建立以投资费用和运行费用最小为目标函数的多阶段联合规划模型，此外，多阶段协同规划模型还包括规模化生物天然气工程投建约束、总产气量约束、实时产气量约束和设备投资约束；

根据所述多阶段联合规划模型确定所述考虑区域生物质供应能力的气电综合管网的协同规划方案。

可选的，所述电力网络的安全运行约束包括电力网络潮流约束、燃气机组出力约束、变电站出力约束、节点功率平衡约束、电力网络辐射结构约束、输电线路可选电缆类型约束。

可选的，所述天然气管网的安全运行约束包括节点气流平衡约束、天然气管网潮流约束、节点气压平衡约束、天然气网辐射结构约束、新建天然气管网管道约束以及天然气管网和电力网络耦合约束。

可选的，所述运行费用具体包括：交通运输成本、CBP运营成本、网损费用、变电站购电费用。

可选的，所述建立以投资费用和运行费用最小为目标函数的多阶段联合规划模型的步骤具体包括：

建立包含电力网络、生物天然气网络、生物质原料交通运输网络的三网耦合的两阶段协同规划模型M1，所述两阶段协同规划模型M1以在规划水平年内最小化投资费用和运行费用为目标函数，同时满足生物天然气网络的安全运行约束、电力网络的安全运行约束、生物质原料交通运输网络约束、规模化生物天然气工程投建约束、总产气量和实时产气量约束以及设备投资约束；