CN113592149A - 一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，涉及供电技术领域，包括：根据包含电‑气双向耦合装置和间歇性可再生能源产生装置的综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据至少包括电‑气双向耦合装置的第一运行参数，间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数的运行参数，构建配电网优化重构模型；将综合能源系统的综合成本与间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于综合能源系统模型，求解配电网优化重构模型，调节多个柔性多状态开关的通断状态，优化重构配电网。本申请实施例提供的方法，综合考虑能源系统的综合成本和新能源弃能成本，对配电网进行优化重构，能够同时兼顾能源利用率和经济效益。

Description

一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法
技术领域
本申请涉及供电技术领域，特别是涉及一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法。
背景技术
在分布式能源系统中，配电网的运行方式很大程度影响着配电网线损、负荷均衡度、供电质量等供电指标，因此，相关技术提出利用配电网优化重构技术，在满足配电网呈辐射状、馈线热熔、节点电压偏差要求和变压器容量要求的前提下，利用配电网中存在的大量的分段开关和联络开关，改变配电网络拓扑结构，提高配电的可靠性，降低线损，均衡负荷和改善供电电压质量等，进而提高配电系统的安全性和经济性。
得益于物理信息技术和创新管理模式的发展，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源的综合能源系统将成为能源供给的主力模式，以此实现多种异质能源子系统之间的协调规划、互补互济，提升能源利用效率，促进能源的可持续发展，实现多能源体之间的高度耦合更是未来的发展方向。而分布式综合能源系统，依托于多种能源体本身在地域位置上存在的差异，通过综合能源配电网，按用户的需求就地生产为用户配送用电，更是离不开配电网优化重构技术，但也极大地增加了配电网优化重构的复杂程度。甚至更进一步的，在综合能源系统的加入可再生新能源体也已经是大势所趋，但是可再生新能源的产能普遍存在间歇性，比如风力发电、太阳能发电等，当综合系统中包括可再生新能源体时，增加了综合能源系统中协调分配的不确定性，更让配电网的优化重构变得难上加难。
然而，目前的配电网重构技术仍然普遍是针对单一配电网结构的能源系统进行优化，若直接应用于包含可再生新能源的耦合型综合能源系统，则极有可能造成配电负荷失衡、供电电压质量和供电可靠性下降、网损过高等一系列问题。
因此，目前亟需能够针对耦合型新能源综合能源配电网进行优化重构方法。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，以高效合理地对包含新能源的耦合型综合能源系统的配电网进行优化重构，所述方法包括：
构建综合能源系统，所述综合能源系统包括至少一种间歇性可再生能源产生装置、电-气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关；其中，所述柔性多状态开关控制所述配电网与所述间歇性可再生能源产生装置之间的通断状态、所述配电网与所述电-气双向耦合装置之间的通断状态；
根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据所述综合能源系统的运行参数，构建配电网优化重构模型；其中，所述运行参数至少包括所述电-气双向耦合装置的第一运行参数，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数；
将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值；
根据所述多个柔性多状态开关的状态值，调节所述多个柔性多状态开关的通断状态，完成所述配电网的优化重构。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，根据包含电-气双向耦合装置和间歇性可再生能源产生装置的综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据至少包括电-气双向耦合装置的第一运行参数，间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数的运行参数，构建配电网优化重构模型；将综合能源系统的综合成本与间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于综合能源系统模型，求解配电网优化重构模型，调节多个柔性多状态开关的通断状态，完成配电网的优化重构。本申请实施例通过综合考虑可再生能源产生装置的弃能率和整个能源系统的综合运行成本，针对含有间歇性可再生能源的电-气耦合型综合能源配电网进行重构，可以在保证新能源产生装置的能源利用率的前提下，对配电网进行优化重构，能够同时兼顾能源利用率和经济效益，实现环保和实用性的统一。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法的步骤流程图；
图2是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源系统的连接结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种求解配电网优化重构模型的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
随着风能和太阳能等间歇性可再生能源的技术成本大幅度下降，为人类社会的电力需求提供了越大越广阔的具有成本效益的可持续供能前景。但是，受限于外部环境所提供的能源，太阳能和风能等可再生能源难免具有间歇性，增加了整个电网运行的复杂性。电网运营商必须协调能源资源的间歇性、电网运行的可靠性以及成本最低的最佳性能之间的关系。
相关技术提出使用电-气双向耦合装置，对电网中的电能和天然气网中的天然进行转换，在电能过剩时由P2G(Power To Gas可再生能源发电技术)设备将电能转换为天然气中的气能，在天然气能过剩时，由燃气机组将天然气中的气能转换为电能，对间歇性可再生能源产生装置和天然气井中过剩能源进行流动性协调，一定程度上解决了储能设备有限的问题，降低了储能成本和运行成本。但是这样的耦合型综合能源系统，对电力系统运行、管理与控制，提出了更高的要求。
相关技术已经提出对配电网进行重构，通过改变配电网络中大量的常闭分段开关和常开联络开关的通断状态，改变配电网络拓扑结构。与配电网的故障重构主要解决配电网供电故障不同，优化重构一方面旨在不断降低电力系统的能耗和线损，提高电力系统运行的经济效益，另一方面旨在均衡负荷，消除过载，提高供电质量。但是，目前的配电网优化重构技术针对的是单一配电网结构的能源系统，并未考虑间歇性可再生能源对配电网产生的影响，更未考虑在此场景下电-气双向耦合装置的对配电网产生的影响，使包含间歇性可再生能源的电-气耦合型综合能源系统的网损成本、运行成本过高，供电质量不佳，严重制约了综合能源技术和新能源技术的发展。
针对上述问题的分析，发明人提出一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，根据包含电-气双向耦合装置和间歇性可再生能源产生装置的综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据至少包括电-气双向耦合装置的第一运行参数，间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数的运行参数，构建配电网优化重构模型；将综合能源系统的综合成本与间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于综合能源系统模型，求解配电网优化重构模型，调节多个柔性多状态开关的通断状态，完成配电网的优化重构。本申请实施例通过综合考虑可再生能源产生装置的弃能率和整个能源系统的综合运行成本，针对含有间歇性可再生能源的电-气耦合型综合能源配电网进行重构，可以在保证新能源产生装置的能源利用率的前提下，对配电网进行优化重构，能够同时兼顾能源利用率和经济效益，实现环保和实用性的统一。
下面结合附图对本申请实施例进行说明。
参照图1，图1是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法的步骤流程图。如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S31，构建综合能源系统，所述综合能源系统包括至少一种间歇性可再生能源产生装置、电-气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关；其中，所述柔性多状态开关控制所述配电网与所述间歇性可再生能源产生装置之间的通断状态、所述配电网与所述电-气双向耦合装置之间的通断状态。
参照图2，图2是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源系统的连接结构示意图。如图2所示，所述综合能源系统包括：至少一种间歇性可再生能源产生装置、电-气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关，配气网。
其中，所述间歇性可再生能源产生装置可以是风电机组、光电机组等等。
如图2所示，所述间歇性可再生能源产生装置作为所述配电网的电源，通过所述配电网的主干网络，连接到配电网中。所述配电网的电源还可以包括燃煤机组这样的传统发电机组。
如图2所示，配电网中的A33、A34、A35、A36、A37虚线部分表示线路节点之间的柔性多状态开关常开，其他实线部分表示线路节点之间的开关常闭。
所述配电网可以通过柔性多状态开关连接间歇性可再生能源产生装置，还可以通过柔性多状态开关连接电-气双向耦合装置。进一步的，所述配电网中同样可以包括多个柔性多状态开关，用于连接配电网中的各个支路，与综合能源系统中的其他柔性多状态开关一起实现配电网络拓扑结构的优化重构。更进一步的，配气网与电-气双向耦合装置之间也可以存在多个开关，用于控制配气网与电-气双向耦合装置之间的通断状态。
在本实施例中，通过控制整个综合能源系统中的开关的通断状态，实现配电网配电输出的优化重构。
其中，所述电-气双向耦合装置包括气转电装置和电转气装置。具体的，所述，气转电装置可以是多个燃气机组；电转气装置可以是多个P2G设备。示例性的，生成甲烷的P2G设备可以根据如下化学式(1)(2)电解水和二氧化碳生成甲烷，将电能转换为天然气中的气能。
Figure BDA0003144382920000061
Figure BDA0003144382920000062
步骤S32，根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据所述综合能源系统的运行参数，构建配电网优化重构模型；其中，所述运行参数至少包括所述电-气双向耦合装置的第一运行参数，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数。
考虑到综合能源系统的配电网、配气网等其余部件之间的电能和气能存在转换，形成了一个由气体潮流和电力潮流组成的系统，为便于配电网优化重构模型的统一求解，在本实施例中，所述综合能源系统模型可以是根据潮流关系建立的潮流关系模型。
本实施例中，根据综合能源系统中能源部件的实际耦合情况，分别建立了各能源部件模型，以便根据耦合情况进行求解。考虑到综合能源系统模型的复杂程度，本实施例将整个综合能源系统进行优化重构的问题，简化为设置目标函数和约束条件对优化重构模型进行求解的问题，因此，需要先根据综合能源系统的运行参数构建配电网优化重构模型，以在后续步骤中直接根据求解目标进行求解。
其中，所述运行参数可以包括综合能源系统中各部件的容量上限值和容量下限值、配气网气体流量大小、配电网电路输电功率、配电网电路损耗功率等等。
其中，所述电-气双向耦合装置的第一运行参数，包括：电转气装置输出功率上限值和输出功率下限值、气转电装置输出功率上限值和输出功率下限值。
其中，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数，包括：间歇性可再生能源产生装置的发电量上限值和发电量下限值。其中，所述间歇性可再生能源产生装置的发电量上限值和发电量下限值，可以通过间歇性可再生能源产生装置的规模和单位发电量计算得到。
步骤S33，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值。
配电网的优化重构主要旨在降低配电网网损，即，电能输送过程中以热能形式散发的功率损失，可以看作配电网中线路电阻、电导消耗的有功功率。但是，配单网的优化重构如果仅仅以将网损为目标，而忽略掉其他装置的运行参数，往往不能得到最佳的配电质量和最小的配电运行成本。因此，在本实施例中，综合能源系统的综合成本至少包括：配电网的用电成本和用气成本，即，综合能源系统的综合成本是根据配电网的运行成本计算的。其中，用电成本已经包括网损造成的电力浪费成本。
更进一步的，综合能源系统的综合成本还可以将电-气双向耦合装置设备损耗、配电网线路损耗等硬件使用损耗按使用年限比例计算进去，以更加符合综合能源系统的实际使用需求。
其中，所述多个柔性多状态开关的状态值可以由预设数值表示。示例性的，预设数值可以为“1”和“0”，其中“1”表示闭合，“0”表示断开。进一步进行示例性的说明，配电网优化重构模型求得的柔性多状态开关5-6状态值为“1”，则表示柔性多状态开关5-6保持闭合。
在本实施例中，可以利用设置目标函数和约束条件的方式，求解所述配电网优化重构模型，简化了计算过程。
步骤S34，根据所述多个柔性多状态开关的状态值，调节所述多个柔性多状态开关的通断状态，完成所述配电网的优化重构。
通过前述步骤，可以获得由预设数值表示的多个柔性多状态开关的状态值，根据这些状态值，可以对综合能源系统中多个柔性多状态开关的通断状态进行调节。
示例性地结合图2进行说明，为考虑降低配电网络的网损，同时均衡用电需求与电-气耦合装置之间的关系，在某一用电高峰可以断开节点7-8、9-10之间的柔性多状态开关，配电网原本在该处连通的P2G设备将断开配电网，停止气转电，也就减少了电力的支出，均衡了用电需求。
上述示例仅仅是对配电网的配电输出的一次简单示例说明，实际上配电网的优化重构需要考虑到整个配电网络中的输送距离、用户的用电需求的集中情况、能源发生装置的输出功率、电-气双向耦合装置的能源转换功率、系统中的整体潮流关系等参数，才能尝试对配电网中的网络拓扑结构进行调整，已实现更优的电力输出。
通过上述实施例，构建包含间歇性可再生能源产生装置和电-气双向耦合装置的综合能源系统，基于能源的浪费情况和运行系统的用电用气成本，对配电网进行优化重构，在不仅是考虑网损成本，而是利用配电网优化重构模型和设置的求解目标，对包含减小网损在内的整体经济效益和环保因素进行综合考量之下，实现了配电网更具实际使用价值的优化重构。
综合能源系统内组件众多，且能源以多种形式存在，难以直接转换，本实施例将配电网与配气网分开建立模型，以实现更加高效的求解。因此，在一种可选的实施方式中，本申请提供了一种建立综合能源系统模型的方法，包括：
根据所述电-气双向耦合装置，建立气转电装置的运行模型，以及，电转气装置的运行模型；
根据所述配电网，建立配电网第一交流潮流模型，以及，配电网第二交流潮流模型；
根据所述综合能源系统中的配气网，建立配气网的气源模型，配气管道气流稳态模型，加压站模型，以及，配气网网络拓扑模型。
其中，气转电装置的运行模型和电转气装置的运行模型，可以是描述配电网电输出功率、配气网输出天然气流量与能量转换效率之间的能量转换关系模型。
其中，第一交流潮流模型和配电网第二交流潮流模型共同组成了配电网模型。第一交流潮流模型可以是描述配电网节点支路流过功率和节点之间输入功率、负荷功率之间关系的潮流模型；第二交流潮流模型可以是描述配电网节点支路流过功率、节点支路电导和电纳、节点电压幅值、节点相位差之间关系的潮流模型。
其中，所述气源模型对气源的天然气输出量进行描述；所述配气管道气流稳态模型对配气管道中稳态气流量进行描述；所述加压站模型对压缩机中的气流量进行线性描述；配气网网络拓扑模型对所述配气网中节点与管道之间的拓扑关系、节点与加压站之间的拓扑关系进行描述。
进一步的，本申请还提供了一种建立电-气双向耦合装置模型的方法，包括：
步骤S3211，根据所述电-气双向耦合装置中的气转电装置发电所消耗的天然气流量大小、所述气转电装置的发电能量转化效率、以及单位换算系数，与所述电-气双向耦合装置中的气转电装置消耗天然气输出的电功率之间的恒等关系式，建立所述气转电装置的运行模型。
气转电装置可以是将甲烷的气体能量转换为电能，也可以是将氢气的能量转换为电能。本申请针对将甲烷的气体能量转换为电能的气转电装置，提供了一种示例建立气转电装置的运行模型的方法，包括：
针对气转电装置为将甲烷能量转换为电能的燃机轮机，建立如下式(3)所示的燃气轮机运行模型：
Pgt＝ηgtGgtHg (3)
其中，Pgt为燃气厂中燃气轮机消耗天然气输出的电功率；Ggt为燃气轮机消耗发电所消耗的天然气气流大小；ηgt为燃气轮机发电能量转化效率，Hg为单位换算系数。
示例性的，所述单位换算系数取值可以为39MJ/m3。
步骤S3212，根据所述电-气双向耦合装置中的电转气装置输出天然气的能量转化效率、所述电转气装置输出天然气需要消耗的电功率、所述单位换算系数，与所述电-气双向耦合装置中的电转气装置消耗电能输出的天然气流量大小之间的恒等关系式，建立所述电转气装置的运行模型。
电转气装置可以是将电能转换为甲烷的气体能量，也可以是将电能转换为氢气的能量。本申请针对将电能转换为甲烷的气体能量的电转气装置，提供了一种示例建立电转气装置的运行模型的方法，包括：
针对电转气装置为将电能转换为甲烷能量的P2G装置，建立如下式(4)所示的P2G装置运行模型：
GP2G＝ηP2GPP2G/Hg (4)
其中，GP2G为P2G装置消耗电能输出的天然气流量大小；PP2G为P2G装置输出天然气需要消耗的电功率；ηP2G为P2G装置输出天然气的能量转化效率，Hg为单位换算系数。
示例性的，所述单位换算系数与燃气轮机运行模型中的单位换算系数取值一致，可以为39MJ/m3。
为便于后续计算，本申请考虑在极坐标形式下建立交流潮流模型，以此构建配电网。因此，在可选的一种实施方式中，本申请还提供了一种建立配电网模型的方法，包括：
步骤S3221，在极坐标形式下，根据所述配电网中目标时刻各节点注入的有功功率之和和无功功率之和、所述配电网中所述目标时刻各节点负荷的有功功率之和和无功功率之和，与所述目标时刻节点支路上流过的有功功率和无功功率之间的恒等关系式，建立所述配电网第一交流潮流模型。
具体的，本实施例提供了一种示例建立配电网第一交流潮流模型的方法，包括：
参见下式(5)建立第一交流潮流模型：
Figure BDA0003144382920000111
其中，PG，i，t为t时刻节点i处注入的有功功率，QG，i，t为t时刻节点i处注入的无功功率；PL，i，t为t时刻节点i处负荷的有功功率，QL，i，t为t时刻节点i处负荷的无功功率；N(i)为与节点i相连的节点集合；Pij，t为t时刻支路i-j上流过的有功功率，Qij，t为t时刻支路i-j上流过的无功功率。
步骤S3222，根据所述节点支路上的电导和电纳、相邻两个节点各自的电压幅值、所述目标时刻相邻两个节点之间的相位差，与所述节点支路上流过的有功功率和无功功率之间的恒等关系式，建立所述配电网第二交流潮流模型；
其中，所述节点支路是相邻两个节点之间的支路。
具体的，本实施例提供了一种示例建立配电网第二交流潮流模型的方法，包括：
参见下式(6)建立第二交流潮流模型：
Figure BDA0003144382920000112
其中，Pij，t为t时刻支路i-j上流过的有功功率，Qij，t为t时刻支路i-j上流过的无功功率；gij为支路i-j上的电导，bij为支路i-j上的电纳；Vi，t为节点i的电压幅值，Vj，t为节点j的电压幅值；θi，t-θj，t为t时刻节点i、j之间的相位差。
常规的天然气子系统包括气源、传输管道和加压站等元件，本申请据此分别建立模型以便计算，进一步，本申请还提供了一种建立配电网模型的方法，包括：
步骤S3231，根据所述配气网中配气管道气源的供气量上限值和供气量下限值，建立所述配气网的气源模型。
具体的，本实施例提供了一种示例建立气源模型的方法，包括：
参见下式(7)建立气源模型：
gs，min≤gs≤gs，max (7)
其中，gs为配气网气源的供气量大小；gs，min为配气网气源供气量下限值，gs，max为配气网气源供气量上限值。
其中，为了寻求连续稳定的供气流量，本申请天然气气源可以只考虑陆上天然气气源。
步骤S3232，根据所述配气管道两端节点之间的气压差及管道参数，与所述配气管道的稳态传输流量之间的关系，建立所述配气管道气流稳态模型。
具体的，本实施例提供了一种示例建立配气管道气流稳态模型的方法，包括：
天然气管道的稳态传输流量取决于管道两端节点之间的气压差及管道参数，天然气管道l中稳态气流量参见下式(8)进行表示，以建立配气管道气流稳态模型：
Figure BDA0003144382920000121
其中，fl为配气网管道l的气流量大小；pm为配气网管道首端节点m的气压值，pn为配气网管道末端节点n的气压值；Cl为中高压配气网管道传输参数。
其中，当pm>pn时，管道l中的气流方向为管道首端到管道末端；当pm<pn时，管道l中的气流方向为管道末端到管道首端。
步骤S3233，根据所述配气网中的加压站的进气口节点气压、升压比，与加压站的出气口节点气压之间的关系，以及，所述配气管道中流过压缩机的气流量上限值，建立所述加压站模型，其中，所述加压站用于对所述配气管道内的气体进行加压配气网。
由于天然气传输过程中可能会存在因为管道内摩擦等原因而造成气压损耗，因此需要设置加压站对管道内的气体进行加压。本文考虑到模型求解复杂程度，可以忽略加压站中压缩机自身损耗，构建理想压缩机线性模型。
具体的，本实施例提供了一种示例建立加压站模型的方法，包括：
参见下式(9)建立气源模型：
Figure BDA0003144382920000131
其中，pi，out为加压站出气口节点气压，pi，in为加压站进气口节点气压；fc为配气网中流过理想压缩机的气流量大小，fc，max为配气网中流过理想压缩机的气流量上限值；εi，c为升压比。
步骤S3234，利用配气网节点-管道关联矩阵描述节点与管道之间的拓扑关系，以及利用配气网节点-加压站关联矩阵描述节点与加压站之间的拓扑关系；根据所述配气网节点-管道关联矩阵和所述配气网节点-加压站关联矩阵，建立配气网络平衡方程，得到所述配气网网络拓扑模型。
天然气网络系统与电力系统类似，输气管道各节点流量同样遵循能量守恒定律，即，节点进气量等于出气量加上加压气站的消耗量，引入所述配气网节点-管道关联矩阵和所述配气网节点-加压站关联矩阵可得网络平衡方程。具体的，本实施例提供了一种示例建立加压站模型的方法，包括：
参见下式(10)建立配气网网络拓扑模型：
∑s∈ngs-AN×Lfl-BN×Cfc-∑j∈Jfj+∑i∈Ifi-Ln＝0 (10)
其中，gs为配气网气源生产的天然气流量大小；n为配气网气源集合；fl为配气网管道1的气流量大小；fc为配气网中流过理想压缩机的气流量大小；fj为配气网燃气轮机j发电消耗的天然气流量大小，fi为P2G设备生产的天然其流量大小；Ln为配气子系统所有节点的天然气负荷值；AN×L为配气网节点-管道关联矩阵；BN×C为节点-加压站关联矩阵；N代表配气网系统中负荷节点，L代表配气网系统中的管道，C代表配气子系统加压站。
其中，矩阵AN×L中的元素anl表示负荷节点n与管道l之间的拓扑联系。当anl＝1时，代表负荷节点处于管道首端；当anl＝-1时,代表负荷节点处于管道末端。
矩阵BN×C中的元素bnc为负荷节点n与加压站c之间的拓扑关系。当bnc＝1时，代表负荷节点位于加压站首端；当bnc＝-1时，代表负荷节点位于加压站末端。
在本实施例中，还可以进一步将气源模型、配气管道气流稳态模型、加压站模型划分为配气网元件模型，而整个配气网模型包括配气网元件模型、配气网网络拓扑模型。
在本申请的求解目标中，综合能源系统的综合成本与综合能源系统中各部件的运行参数相关联。为了进一步提高配电网优化重构模型的求解的准确性，本申请在提出将综合能源系统的运行的网损损失费用和购电成本、购气成本计入综合能源系统的综合成本，在可选的一种实施方式中，本申请还提供了一种计算综合能源系统的综合成本的方法，包括：
根据所述配电网网损成本和综合能源系统的运行成本，计算所述综合能源系统的综合成本；其中，所述配电网网损成本是根据平均售电电价系数和所述配电网的网损计算得到的；所述综合能源系统的运行成本是根据配电网耗电功率和向上一级电网购电的平均电价系数，以及，配气网耗气量和配气网气源购气平均价格系数计算得到的。
进一步的，本实施例提供了一种示例计算所述综合能源系统的综合成本的方法，包括：
参见下式(11)进行计算所述综合能源系统的综合成本：
Figure BDA0003144382920000141
其中，E代表综合能源系统的综合成本，E1代表配电网网损造成的配电网网损成本，E2代表综合能源系统的运行成本；c1为平均售电电价系数，Pl为配电网的网损。Ce为向上一级电网购电的平均电价系数，Se为配气网气源购气平均价格系；Se为配电网耗电功率，Sg配气网耗气量。
在本申请的求解目标中，所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本，与间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数相关联，进而与间歇性可再生能源产生装置所产生能源的实际利用状况相关。为了进一步提高配电网优化重构模型的求解的准确性，本申请在提出根据间歇性可再生能源产生装置的典型运行状况，计算间歇性可再生能源产生装置的弃能成本，在可选的一种实施方式中，本申请还提供了一种计算间歇性可再生能源产生装置的弃能成本的方法，包括：
根据所述间歇性可再生能源产生装置的单位弃能成本、所述间歇性可再生能源产生装置典型日各时刻的单位出力大小、所述配电网典型日各时刻的电力负荷大小，计算所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本。
进一步的，本实施例提供了一种示例计算所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本的方法，包括：
参见下式(12)进行计算所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本：
E3＝∑α∈DGUDG，α(PDG，α-Pi，load) (12)
其中，E3是间歇性可再生能源产生装置的弃能成本，UDG，α是分布式电源机组DG中的分布式电源α的电压，PDG，α表示分布式电源α的出力功率，Pi，load表示节点i的负荷大小。
其中，间歇性可再生能源产生装置可以是分布式可再生能源(renewabledistributed generation，RDG)。
在前述实施例中，本申请通过综合能源系统的运行参数构建配电网优化重构模型，以及，根据综合能源系统的运行参数计算成本，以设置求解目标，运行参数作为本申请进行优化重构的重要的组成部分，本申请可以通过设置约束条件，对运行参数进行设置。而电-气双向耦合装置中设计到电转气与气转电，受限于设备功率等因素，电转气与气转电均存在上下限值，本申请考虑对转换中的输出建立约束。因此，在可选的一种实施方式中，本申请还提供了一种设置电-气双向耦合装置的第一运行参数的方法，包括：
步骤S411，根据所述电-气双向耦合装置中气转电装置输出电功率的上限值和下限值，建立所述气转电装置的运行约束，以设置所述电-气双向耦合装置的第一运行参数；
步骤S412，根据所述电-气双向耦合装置中电转气装置输出天然气流量的上限值和下限值，建立所述电转气装置的运行约束，以设置所述电-气双向耦合装置的第一运行参数。
在考虑所述电-气双向耦合装置的气转电装置为燃气轮机，即，燃气机组的情况下，以及，电-气双向耦合装置的电转气装置为P2G设备的情况下，本实施例提供了一种示例设置电-气双向耦合装置的第一运行参数的方法，包括：
根据下式(13)，建立所述气转电装置的运行约束和所述电转气装置的运行约束：
Figure BDA0003144382920000161
其中pgt为燃气轮机输出功率，pgt，min为燃气轮机输出功率的下限值，pgt，max为燃气轮机输出功率的上限值；GP2G电转气装置输出的天然气流量，
Figure BDA0003144382920000162
为电转气装置输出天然气流量的下限值，
Figure BDA0003144382920000163
为电转气装置输出天然气流量的上限值。
更进一步的，本申请在电-气双向耦合的综合能源系统的潮流计算过程中，可以通过上述实施例中电-气双向耦合装置的气转电装置的运行模型和电转气装置的运行模型，结合气转电装置的运行约束和所述电转气装置的运行约束中的电-气交换功率值，来衔接配电网和配气网。因此，本申请可以利用式(3)、(4)和(13)的电-气交换功率值，衔接配电网和配气网。
为了求解的准确进行，本申请同样对综合能源系统的运行参数进行了设置，在一种可选的实施方式中，本申请考虑到所述综合能源系统的运行参数还包括：所述配电网的第三运行参数、配气网的第四运行参数；还提供了一种设置综合能源系统的其余运行参数的方法，包括：
步骤S42，根据所述间歇性可再生能源产生装置的规模大小、典型日各时刻的能源利用率，建立所述间歇性可再生能源产生装置的运行约束，以设置所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数。
进一步的，本实施例提供了一种示例的第二运行参数的设置方法，包括：
根据下式(14-1)～(14-8)建立分布式电源出力模型：
由于负荷波动性对时段划分带来主导影响作用的同时，分布式可再生能源RDG出力的随机性对动态重构时段的准确划分同样具有一定的影响，且不同类型的分布式可再生能源RDG拥有不同的特性，在进行配电网潮流计算时，需要根据下式(14-1)先建立分布式可再生能源RDG数学模型：
在分析含有分布式电源的配电网问题时，可将分布式可再生能源RDG采用PQ型。其中，PQ型指的是有功功率P和无功功率Q均恒定，如果把分布式电源DG看做此类型，相当于把分布式电源当做“负的负荷”，负荷功率与分布式电源出力大小相等，方向相反，模型可用下式(14-1)表示：
Figure BDA0003144382920000171
其中，PS表示分布式电源的有功＝出力，QS表示分布式电源的无功出力。
根据下式(14-2)建立风力发电出力模型：
风机发电机功率特性主要取决于风机轮毂处的风速大小，本申请实施例可以采用威布尔函数描述风速的概率模型，表达式如下：
Figure BDA0003144382920000172
其中，f(v)为风速的概率，k为形状参数，c为尺度参数，v为风速。
风机出力可以参照下式(14-3)分段表示：
Figure BDA0003144382920000173
其中，Pw为风机出力功率，Pn为风机的额定输出；vci为切入风速；vr为额定风速；vco为切出风速。
当0<Pw<Pn时，存在下式(14-4)的关系：
Figure BDA0003144382920000181
根据下式(14-5)、(14-6)、(14-7)、(14-8)建立光伏发电数学模型：
当太阳能光伏电池接受到太阳辐射时，光伏电池发电产生的电功率将与太阳能光照强度直接相关，因此，本申请实施例可以根据下式(14-5)、(14-6)、(14-7)构建光照强度概率模型：
Figure BDA0003144382920000182
Figure BDA0003144382920000183
Figure BDA0003144382920000184
其中，α为函数中的形状参数，β为函数中的尺度参数，r为实际光强，rmax为最大光强，μ为时段内光强均值，σ为时段内光强均方根。
因此，光伏发电的实际出力功率为：
Figure BDA0003144382920000185
其中，M为光伏板数量，Am表示第m个光伏板面积，ηm表示第m个光伏板的光-电转换效率。
步骤S43，根据支路传输功率上下限建立配电网重构和气转电装置发电后的潮流约束；根据节点电压上下限建立节点电压约束；根据节点电流上下限建立节点电流约束；根据配电网重构拓扑结构辐射潮流方向，建立配电网络拓扑约束；根据所述潮流约束、所述节点电压约束、所述节点电流约束、以及所述配电网络拓扑约束，设置所述配电网的第三运行参数。
进一步的，本实施例提供了一种示例的第三运行参数的设置方法，包括：
第一、根据下式(15)建立DNR(Distribution Network ReconfigurationTechnology配电网重构)和燃气轮机发电后的潮流约束：
Figure BDA0003144382920000191
其中，PG，i，t表示配电网节点i在t时刻电源注入的有功功率，QG，i，t表示配电网节点i在t时刻电源注入的无功功率；PN，i，t表示节点i在t时刻燃气轮机注入的有功功率，QN，i，t表示节点i在t时刻燃气轮机注入的无功功率；PL，i，t表示节点i在t时刻负荷的有功功率，QL，i，t表示节点i在t时刻负荷的无功功率；N(i)为与节点i相连的节点集合；Pij，t表示t时刻支路i-j上流过的有功功率，Qij，t表示t时刻支路i-j上流过的无功功率；Sij，t为t时刻支路i-j的连通状态，当支路i-j闭合时，Sij，t＝1；当支路i-j断开时，Sij，t＝0，对应的支路功率也为0。
其中，本申请将从节点i流出的功率为正。
其中，根据下式(16)对支路功率进行表达：
Figure BDA0003144382920000192
其中，gij为支路i-j的电导，bij为支路i-j的电纳；Vi，t为t时刻节点i的电压幅值，Vj，t为t时刻节点j的电压幅值；θi，t-θj，t为t时刻节点i，j之间的电压相位差。
第二、根据下式(17)建立节点电压的约束条件：
Vi，min≤Vi≤Vi，max (17)
其中，Vi为节点电压，Vi，max为节点电压的上限值，Vi，min为节点电压的下限值。
其中，配电网中的节点电压取值区间通常是[0.9，1.1]。
第三、根据下式(18)建立支路电流上限的约束：
Figure BDA0003144382920000193
其中，Iij，t为流过支路i-j的电流大小，Iij，max为流过支路i-j的电流最大值；Sij，t为t时刻支路i-j的连通状态，当支路i-j闭合时，Sij，t＝1；当支路i-j断开时，Sij，t＝0，对应的支路功率也为0；gij为支路i-j的电导，bij为支路i-j的电纳；Vi，t为t时刻节点i的电压幅值，Vj，t为t时刻节点j的电压幅值；θi，t-θj，t为t时刻节点i，j之间的电压相位差。
第四、根据下式(19)建立网络拓扑约束：
Figure BDA0003144382920000201
其中，Dij，t为支路i-j在t时刻的潮流方向，Dij，t＝1表示为节点j在t时刻为节点i的母节点，潮流流向为从节点j到节点i；Sij，t为t时刻支路i-j的连通状态，当支路i-j闭合时，Sij，t＝1；当支路i-j断开时，Sij，t＝0，对应的支路功率也为0；N(i)为与节点i相连的节点集合；。
通过本申请实施例的上述示例提供的网络拓扑约束，能够保证配电网重构前后始终保持辐射状态。
S44，根据配气管道中各气负荷节点处的节点气压的上限值和下限值，以及，所述配气管道传输流量的最大值，建立所述配气网的运行约束，以设置所述配气网的第四运行参数。
进一步的，本实施例提供了一种示例的第四运行参数的设置方法，包括：
根据下式(20)建立天然气网的运行约束：
Figure BDA0003144382920000202
其中，Pn，min为气负荷节点n处节点气压下限值，Pn为气负荷节点n处节点气压，Pn，max为气负荷节点n处节点气压上限值；Fl为配气网管道传输流量，Fl，max为配气网管道传输流量最大值；
Figure BDA0003144382920000211
为配气网气源供气量下限值，gs，t为配气网气源的t时刻供气量大小，
Figure BDA0003144382920000212
为配气网气源供气量上限值。
考虑到综合能源系统各个模型的庞杂程度，还可以对综合能源系统中的模型进一步进行简化再求解。其中，结合上述实施例针对配电网建立的约束，设置了第三运行参数，本申请实施例考虑以配电网的约束条件为突破口，对求解模型所面对的NP(多项式复杂程度的非确定性Non-deterministic Polynomial)难题进行转化，以将复杂模型转化为易求解的MISOCP模型，因此，在一种可选的实施方式中，本申请提供了一种二阶锥松弛求解配电网优化重构模型的方法，包括：
步骤S51，根据所述第三运行参数中的函数的非凸特性，将重新定义的约束式代入所述第三运行参数中的函数，通过变量替换得到新的约束式；
步骤S52，对通过所述变量替换得到的约束式进行松弛，得到标准二阶锥形式；
步骤S53，针对所述第四运行参数中存在乘积变量的非凸源问题，定义新变量支路电压代替第三运行参数中的节点电压，以对所述第三运行参数进行线性化处理，根据所述新变量支路电压建立约束；
步骤S54，将根据所述新变量支路电压建立的约束，带入所述节点电压约束、通过所述变量替换得到的约束式、所述标准二阶锥形式，进行二次变量替换，将所述配电网优化重构模型转化为MISOCP问题；
步骤S55，针对所述MISOCP问题，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值。
进一步的，本实施例提供了一种示例的二阶锥松弛求解配电网优化重构模型的方法，包括：
针对上式(16)、(18)中存在的二次函数、三角函数具有非凸特性这一问题，本示例对其进行二阶锥松弛转化，根据约束式(21)通过变量乘积线性化进行简化：
Figure BDA0003144382920000221
其中，Ui，t是节点i的自定义相关变量，Uj，t是节点j的自定义相关变量，Wij，t是线路i-j的第一自定义相关变量，Tij，t是线路i-j的第二自定义相关变量。
将重新定义的约束式(21)代入第三运行参数中上式(16)、(18)进行变量替换，得到新的约束式，如下式(22)：
Figure BDA0003144382920000222
再对式(22)进行松弛得到式(23)，进而得到标准二阶锥形式(23)(24)：
Figure BDA0003144382920000223
Figure BDA0003144382920000224
其中，Ui，t是节点i的自定义相关变量，Uj，t是节点j的自定义相关变量，Wij，t是线路i-j的第一自定义相关变量，Tij，t是线路i-j的第二自定义相关变量。
针对所述第四运行参数中式(19)存在乘积变量的非凸源问题，定义新变量支路电压代替第三运行参数中式(17)的节点电压，以对所述第三运行参数中节点电压进行线性化处理，根据所述新变量支路电压建立约束，得到下式(25)；
Figure BDA0003144382920000231
其中，
将根据所述新变量支路电压建立的约束，带入所述节点电压约束式(17)、通过所述变量替换得到的约束式式(22)、所述标准二阶锥形式(23)(24)，进行二次变量替换，将所述配电网优化重构模型转化为MISOCP问题，得到下式(26)；
Figure BDA0003144382920000232
针对所述MISOCP问题，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值。
通过上述实施例，本申请能够将综合能源系统的配电网优化重构模型，转化为MISOCP问题，以便完成求解。
通过上述实施例，本申请实施例建立了电-气双向耦合的综合能源系统的配气网管道气流稳态模型等存在二次函数表达式的模型，考虑到配电网重构过程中配电网潮流约束等具有复杂的非凸非线性特性，本申请还提出采用分段线性化方法对其进行线性化处理。因此，在可选的一种实施方式中，本申请还提供了一种分段线性化求解所述配电网优化重构模型的方法，包括：
步骤S56，根据所述综合能源系统模型中的配气管道气流稳态模型函数的非凸非线性特性，将所述配气管道气流稳态模型函数变形为单变量的非线性函数；
步骤S57，利用分段线性化的增量公式对所述非线性函数进行线性化处理，将所述非线性函数转化为分段线性函数式；
步骤S58，基于所述分段线性函数式，以及，所述综合能源系统模型中的其余子模型，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值。
进一步的，本实施例还提供了一种示例的分段线性化求解所述配电网优化重构模型的方法，包括：
令
Figure BDA0003144382920000241
可得下式(27)：
Figure BDA0003144382920000242
其中，(pm，pn)表示，(Pm-Pn)表示；当sgn(pm，pn)＝1，
Figure BDA0003144382920000243
Figure BDA0003144382920000244
当sgn(pm，pn＝-1，
Figure BDA0003144382920000245
式(27)的变量为非线性函数，所有非线性函数都是单变量的，其形式为h(x)＝x2[19,20]。应用分段线性化的增量公式对其进行线性化处理，将原函数h(x)转化为分段线性函数式(28)：
Figure BDA0003144382920000246
其中，δi为区间变量；ψi为二进制变量；ρ为线性化分段区间数。
通过上述实施例，本申请将计及电-气双向耦合和新能源的综合能源配电网重构模型转换为MISOCP问题，并利用分段线性化处理以便求解，可以进一步利用Matlab的YALMIP中的CPLEX算法包对其求解。
参照图3，图3是本申请实施例提供的一种求解配电网优化重构模型的流程示意图。如图3所示，本申请实施例在对配电网优化重构模型进行简化的基础上，还提供了一种利用CPLEX算法求解配电网优化重构模型的方法，包括：
步骤S61，输入配电子系统参数、天然气子系统参数与耦合装置参数；其中，配电子系统参数可以是上述实施例中的第三运行参数，天然气子系统参数可以是上述实施例中的第四运行参数，耦合装置参数可以是上述实施例中的第一运行参数；
步骤S62，通过重新定义，建立辐射状约束与系统运行约束，以及，建立配电子系统潮流模型与天然气子系统潮流模型，以及，建立目标函数，实现重构问题建模；
步骤S63，通过乘积变量线性化，以及，非线性约束二阶锥松弛，以及分段线性化，完成模型简化；
步骤S64，将求解的问题规范为混合整数二阶锥规划问题；
步骤S65，调用锥优化工具求解混合整数二阶锥规划问题；
步骤S66，输出重构方案潮流结果。
通过上述实施例，本申请通过综合考虑可再生能源产生装置的弃能率和整个能源系统的综合运行成本，针对含有间歇性可再生能源的电-气耦合型综合能源配电网进行重构，可以在保证新能源产生装置的能源利用率的前提下，对配电网进行优化重构，能够同时兼顾能源利用率和经济效益，实现环保和实用性的统一。
参照图4，图4是本申请实施例提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构装置的结构框图。如图4所示，基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构装置70，所述装置包括：
能源系统构建单元71，用于构建综合能源系统，所述综合能源系统包括至少一种间歇性可再生能源产生装置、电-气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关；其中，所述柔性多状态开关控制所述配电网与所述间歇性可再生能源产生装置之间的通断状态、所述配电网与所述电-气双向耦合装置之间的通断状态；
模型构建单元72，用于根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据所述综合能源系统的运行参数，构建配电网优化重构模型；其中，所述运行参数至少包括所述电-气双向耦合装置的第一运行参数，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数；
求解单元73，用于将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值；
电网重构单元74，用于根据所述多个柔性多状态开关的状态值，调节所述多个柔性多状态开关的通断状态，完成所述配电网的优化重构。
基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述方法中的步骤。
基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现上述任一实施例所述方法中的步骤。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进或说明的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种耦合型新能源综合能源配电网优化重构方法，其特征在于，所述方法包括：
构建综合能源系统，所述综合能源系统包括至少一种间歇性可再生能源产生装置、电-气双向耦合装置、配电网、以及多个柔性多状态开关；其中，所述柔性多状态开关控制所述配电网与所述间歇性可再生能源产生装置之间的通断状态、所述配电网与所述电-气双向耦合装置之间的通断状态；
根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型；根据所述综合能源系统的运行参数，构建配电网优化重构模型；其中，所述运行参数至少包括所述电-气双向耦合装置的第一运行参数，所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数；
将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值；
根据所述多个柔性多状态开关的状态值，调节所述多个柔性多状态开关的通断状态，完成所述配电网的优化重构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述综合能源系统，建立综合能源系统模型，包括：
根据所述电-气双向耦合装置，建立气转电装置的运行模型，以及，电转气装置的运行模型；
根据所述配电网，建立配电网第一交流潮流模型，以及，配电网第二交流潮流模型；
根据所述综合能源系统中的配气网，建立配气网的气源模型，配气管道气流稳态模型，加压站模型，以及，配气网网络拓扑模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述电-气双向耦合装置，建立气转电装置的运行模型，以及，电转气装置的运行模型，包括：
根据所述电-气双向耦合装置中的气转电装置发电所消耗的天然气流量大小、所述气转电装置的发电能量转化效率、以及单位换算系数，与所述电-气双向耦合装置中的气转电装置消耗天然气输出的电功率之间的恒等关系式，建立所述气转电装置的运行模型；
根据所述电-气双向耦合装置中的电转气装置输出天然气的能量转化效率、所述电转气装置输出天然气需要消耗的电功率、所述单位换算系数，与所述电-气双向耦合装置中的电转气装置消耗电能输出的天然气流量大小之间的恒等关系式，建立所述电转气装置的运行模型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述配电网，建立配电网第一交流潮流模型，以及，配电网第二交流潮流模型，包括：
在极坐标形式下，根据所述配电网中目标时刻各节点注入的有功功率之和和无功功率之和、所述配电网中所述目标时刻各节点负荷的有功功率之和和无功功率之和，与所述目标时刻节点支路上流过的有功功率和无功功率之间的恒等关系式，建立所述配电网第一交流潮流模型；
根据所述节点支路上的电导和电纳、相邻两个节点各自的电压幅值、所述目标时刻相邻两个节点之间的相位差，与所述节点支路上流过的有功功率和无功功率之间的恒等关系式，建立所述配电网第二交流潮流模型；
其中，所述节点支路是相邻两个节点之间的支路。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述综合能源系统中的配气网，建立配气网的气源模型，配气管道气流稳态模型，加压站模型，以及，配气网网络拓扑模型，包括：
根据所述配气网中配气管道气源的供气量上限值和供气量下限值，建立所述配气网的气源模型；
根据所述配气管道两端节点之间的气压差及管道参数，与所述配气管道的稳态传输流量之间的关系，建立所述配气管道气流稳态模型；
根据所述配气网中的加压站的进气口节点气压、升压比，与加压站的出气口节点气压之间的关系，以及，所述配气管道中流过压缩机的气流量上限值，建立所述加压站模型；其中，所述加压站用于对所述配气管道内的气体进行加压配气网；
利用配气网节点-管道关联矩阵描述节点与管道之间的拓扑关系，以及利用配气网节点-加压站关联矩阵描述节点与加压站之间的拓扑关系；根据所述配气网节点-管道关联矩阵和所述配气网节点-加压站关联矩阵，建立配气网络平衡方程，得到所述配气网网络拓扑模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值，包括：
根据所述综合能源系统模型中的配气管道气流稳态模型函数的非凸非线性特性，将所述配气管道气流稳态模型函数变形为单变量的非线性函数；
利用分段线性化的增量公式对所述非线性函数进行线性化处理，将所述非线性函数转化为分段线性函数式；
基于所述分段线性函数式，以及，所述综合能源系统模型中的其余子模型，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述电-气双向耦合装置中气转电装置输出电功率的上限值和下限值，建立所述气转电装置的运行约束，以设置所述电-气双向耦合装置的第一运行参数；
根据所述电-气双向耦合装置中电转气装置输出天然气流量的上限值和下限值，建立所述电转气装置的运行约束，以设置所述电-气双向耦合装置的第一运行参数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述综合能源系统的运行参数还包括：所述配电网的第三运行参数、配气网的第四运行参数；所述方法还包括：
根据所述间歇性可再生能源产生装置的规模大小、典型日各时刻的能源利用率，建立所述间歇性可再生能源产生装置的运行约束，以设置所述间歇性可再生能源产生装置的第二运行参数；
根据支路传输功率上下限建立配电网重构和气转电装置发电后的潮流约束；根据节点电压上下限建立节点电压约束；根据节点电流上下限建立节点电流约束；根据配电网重构拓扑结构辐射潮流方向，建立配电网络拓扑约束；根据所述潮流约束、所述节点电压约束、所述节点电流约束、以及所述配电网络拓扑约束，设置所述配电网的第三运行参数；
根据配气管道中各气负荷节点处的节点气压的上限值和下限值，以及，所述配气管道传输流量的最大值，建立所述配气网的运行约束，以设置所述配气网的第四运行参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，基于所述综合能源系统模型，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值，包括：
根据所述第三运行参数中的函数的非凸特性，将重新定义的约束式代入所述第三运行参数中的函数，通过变量替换得到新的约束式；
对通过所述变量替换得到的约束式进行松弛，得到标准二阶锥形式；
针对所述第四运行参数中存在乘积变量的非凸源问题，定义新变量支路电压代替第三运行参数中的节点电压，以对所述第三运行参数进行线性化处理，根据所述新变量支路电压建立约束；
将根据所述新变量支路电压建立的约束，带入所述节点电压约束、通过所述变量替换得到的约束式、所述标准二阶锥形式，进行二次变量替换，将所述配电网优化重构模型转化为MISOCP问题；
针对所述MISOCP问题，将所述综合能源系统的综合成本与所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本之和最小作为求解目标，求解所述配电网优化重构模型，得到所述多个柔性多状态开关的状态值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述配电网网损成本和所述综合能源系统的运行成本，计算所述综合能源系统的综合成本；其中，所述配电网网损成本是根据平均售电电价系数和所述配电网的网损计算得到的；所述综合能源系统的运行成本是根据配电网耗电功率和向上一级电网购电的平均电价系数，以及，配气网耗气量和配气网气源购气平均价格系数计算得到的；
根据所述间歇性可再生能源产生装置的单位弃能成本、所述间歇性可再生能源产生装置典型日各时刻的单位出力大小、所述配电网典型日各时刻的电力负荷大小，计算所述间歇性可再生能源产生装置的弃能成本。
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