一种微能源网内部互济优先的应急供能方法及相关装置

本发明涉及综合能源规划领域，特别是涉及一种微能源网内部互济优先的应急供能方法及相关装置。

背景技术：

1、在微能源网中，可再生能源的不稳定性、能量流动的多向性，以及多种能量在不同时间和空间层面调度需求等问题，使得内部多能流耦合既是综合能源系统的特点，更是电力系统安全运行所面临的重大挑战之一。与此同时，电网比以往面临更复杂的自然灾害、恶意攻击、连锁故障等内外部威胁。首先，由于全球气候变化，极端自然灾害发生频次逐年增多，且强度增大，因此，应加强电网防灾应急能力建设。

2、然而受技术条件限制，微能源网遭到破坏时，微能源网中的分布式电源功率是有限的，微能源网将一直处于供不应求的状态下。传统的研究着重于通过外部供能来弥补能源缺口，或利用储能装置作为灵活性资源应对微能源网的不确定性，但并未考虑其内部的多能互济、互补支撑是解决极端情况下提升微能源网供应能源能力的方法之一。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种微能源网内部互济优先的应急供能方法及相关装置，通过构建内部互济应急供能模型，进行求解，得到微能源网内部互济供能策略，提升应急状态下微能源网供应能源的能力。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、第一方面，本发明提供了一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，所述方法包括：

4、确定目标区域微能源网内部各能源设备的当前运行状态；所述能源设备的当前运行状态包括所述能源设备的当前输出功率；所述输出功率分为输出热功率、输出电功率和输出气功率；所述能源设备包括热电联产机组、电锅炉、电热泵、电储能装置、热储能装置、储气装置、燃气轮机和燃气锅炉。

5、构建内部互济应急供能模型；所述内部互济应急供能模型包括目标函数和约束条件；所述目标函数表示最大化综合能源自给率的函数；所述综合能源自给率为微能源网的产电功率与微能源网输出的电功率、热功率以及气功率之和的比。

6、根据目标区域微能源网内部各能源设备的当前运行状态，求解所述内部互济应急供能模型，得到应急供能功能策略；所述应急供能功能策略包括所述目标区域微能源网内部各能源设备的调整后输出功率。

7、可选的，所述内部互济应急供能模型的目标函数为：

8、

9、其中，为综合能源自给率；表示最大化综合能源自给率；pe、ph、pg分别为目标区域微能源网输出的电功率、热功率和气功率；pres为目标区域微能源网的产电功率；为energyhubb单元输出的电功率；为energyhubc单元输出的热功率；分别为energyhuba单元输出的电功率和热功率；pgs为储气装置与天然气系统的交互功率，由储气装置的充放功率决定；υk为电能和热能的单位转换系数，取3.6mj/kw；所述energyhuba单元包括热电联产机组、制热机组、电储能装置和热储能装置，所述制热机组包括电锅炉机组和电热泵机组；所述energyhubb单元包括燃气轮机；所述energyhubc单元包括燃气锅炉。

10、可选的，所述约束条件包括：多能系统设备运行约束条件、电力子系统设备运行约束条件、天然气子系统设备运行约束条件和热力子系统设备运行约束条件。

11、可选的，所述多能系统设备运行约束条件包括：energyhuba单元约束条件、energyhubb单元约束条件和energyhubc单元约束条件。

12、可选的，所述energyhuba单元约束条件包括energyhuba单元输入功率和输出功率平衡约束条件，如下式：

13、

14、其中，分别为energyhuba单元输入的电功率和气功率；为energyhuba单元输入的电能分配给负荷的分配系数，为energyhuba单元输入的电能分配给制热机组的分配系数，且满足pes、phs分别为储电装置与电力系统间的交互功率和储热装置与热力系统间的交互功率；分别为热电联产机组的电、热转换效率；ηhp为制热机组的转换效率；分别为energyhuba单元输出的电功率和热功率。

15、可选的，所述电力子系统设备运行约束条件包括：节点功率平衡约束条件、线路潮流约束条件、线路安全约束条件和电压上下限约束条件。

16、可选的，所述天然气子系统设备运行约束条件包括：节点流量平衡约束条件、气压约束条件和管道流量平衡约束条件。

17、可选的，所述热力子系统设备运行约束条件包括：节点水流热功率和水温关系约束条件、管道热量损失约束条件、节点水流汇合的水温方程约束条件和节点水温的上下限约束条件。

18、第二方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法的步骤。

19、第三方面，一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法的步骤。

20、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

21、相较于现有技术着重于通过外部供能来弥补能源缺口，或利用储能装置作为灵活性资源应对微能源网的不确定性，本发明提供的微能源网内部互济优先的应急供能方法，提供了另外一种不同的思路，即通过构建综合能源自给率最大化的内部互济应急供能模型，进行求解，以获得微能源网内部互济的供能策略，从而提升应急状态下微能源网自身供应能源的能力。

技术特征：

1.一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述内部互济应急供能模型的目标函数为：

3.根据权利要求2所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述约束条件包括：多能系统设备运行约束条件、电力子系统设备运行约束条件、天然气子系统设备运行约束条件和热力子系统设备运行约束条件。

4.根据权利要求3所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述多能系统设备运行约束条件包括：energyhuba单元约束条件、energyhubb单元约束条件和energyhubc单元约束条件。

5.根据权利要求4所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述energyhuba单元约束条件包括energyhuba单元输入功率和输出功率平衡约束条件，如下式：

6.根据权利要求3所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述电力子系统设备运行约束条件包括：节点功率平衡约束条件、线路潮流约束条件、线路安全约束条件和电压上下限约束条件。

7.根据权利要求1所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述天然气子系统设备运行约束条件包括：节点流量平衡约束条件、气压约束条件和管道流量平衡约束条件。

8.根据权利要求1所述一种微能源网内部互济优先的应急供能方法，其特征在于，所述热力子系统设备运行约束条件包括：节点水流热功率和水温关系约束条件、管道热量损失约束条件、节点水流汇合的水温方程约束条件和节点水温的上下限约束条件。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的一种微能源网内部互济优先的应急供能方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的一种微能源网内部互济优先的应急供能方法的步骤。

技术总结本发明公开一种微能源网内部互济优先的应急供能方法及相关装置，涉及综合能源规划领域，方法包括：确定目标区域微能源网内部各能源设备的当前运行状态；所述能源设备的当前运行状态包括所述能源设备的当前输出功率；构建内部互济应急供能模型；所述内部互济应急供能模型包括目标函数和约束条件；所述目标函数表示最大化综合能源自给率的函数；根据目标区域微能源网内部各能源设备的当前运行状态，求解所述内部互济应急供能模型，得到应急供能功能策略。本发明通过构建综合能源自给率最大化的内部互济应急供能模型，进行求解计算，获得微能源网内部互济的供能策略，从而提升应急状态下微能源网自身供应能源的能力。技术研发人员：陈碧云,王一雯,潘泳瀚,李滨,李佩杰,白晓清受保护的技术使用者：广西大学技术研发日：技术公布日：2024/8/5