[发明专利]一种基于麦考密克包络的电热综合能源系统线性建模方法

说明书

本发明公开了一种基于麦考密克包络的电热综合能源系统线性建模方法，包括：建立电热综合能源系统；获取电热综合能源系统的拓扑结构和基本元件信息并建立基本元件模型；基于基本元件模型构建系统目标函数及约束条件，根据麦考密克包络的线性化策略建立电热综合能源系统线性化的联合优化调度模型，实现电热综合能源系统的高速求解，完成线性建模。本发明通过建立线性化的联合优化调度模型，热力系统采用变质量流量和变温度运行方式，给整个系统带来灵活性，同时模型通过麦考密克包络的线性化方法，保证了模型的高效求解；本发明可以用于给调度机构和系统规划提供参考，对于电热综合能源系统的经济运行具有重要意义。

技术领域

本发明涉及多能源系统运行以及规划的技术领域，尤其涉及一种基于麦考密克包络的电热综合能源系统线性建模方法。

背景技术

在向绿色可持续社会转型的过程中，可再生能源发电在全球得到迅速发展。然而，在供暖期，大量热电联产机组采用“以热定电”的方式运行，限制了其自身的调峰能力，导致电力系统需要深度调峰时，整个电力系统的调峰能力不足，只能压缩风电上网的空间，造成了大量的弃风。高比例可再生能源的消纳成为亟待解决的问题。

鉴于电能和热能两种能源的紧密联系，从整体能源消耗的角度来说，热力系统与电力系统的联合运行，是解决高比例可再生能源消纳问题的关键；电热综合能源系统增加了可再生能源的渗透率，促进了新能源的消纳，可以实现多种能源的优势互补，提高能源的利用效率。

在以往的研究中，热力系统大多采用定质量流量定温度、变质量流量定温度、定质量流量变温度的运行方式，鲜有采用变质量流量和变温度的运行方式，变质量流量和变温度的运行方式使系统运行更加灵活；同时，也引入了由质量流量速率和温度的乘积带来的非线性项，使得潮流的计算更加复杂。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有方案大多采用定质量流量定温度、变质量流量定温度、定质量流量变温度的运行方式，灵活性差，变质量流量和变温度在提升系统运行灵活性的同时而带来求解困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于传统配电网及运行方式为变质量流量和变温度的热力系统建立电热综合能源系统；获取所述电热综合能源系统的拓扑结构和基本元件信息并建立基本元件模型；基于所述基本元件模型构建系统目标函数及约束条件，根据麦考密克包络的线性化策略建立电热综合能源系统线性化的联合优化调度模型，实现所述电热综合能源系统的高速求解，完成线性建模。

作为本发明所述的基于麦考密克包络的电热综合能源系统线性建模方法的一种优选方案，其中：所述电热综合能源系统的拓扑结构包括多个节点通过多条边连接构成，所述节点包括电力节点、热力节点、耦合节点，所述边包括电力线路、热力管道。

作为本发明所述的基于麦考密克包络的电热综合能源系统线性建模方法的一种优选方案，其中：所述目标函数包括，

作为本发明所述的基于麦考密克包络的电热综合能源系统线性建模方法的一种优选方案，其中：所述和的定义分别包括，

定义运行计量值为：

其中，h表示燃气机组的序号，表示燃气机组的输出热功率，表示第h个燃气机组的m阶计量值因子；

热电联产机组的运行计量值是关于它输出电功率和热功率的双变量函数，表示为：