CN115345391A - 一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115345391A
CN115345391A CN202211283409.XA CN202211283409A CN115345391A CN 115345391 A CN115345391 A CN 115345391A CN 202211283409 A CN202211283409 A CN 202211283409A CN 115345391 A CN115345391 A CN 115345391A
Authority
CN
China
Prior art keywords
natural gas
power
gas
node
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211283409.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115345391B (zh
Inventor
龚贤夫
彭勃
李耀东
徐蔚
卢伟钿
唐文虎
钱瞳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN202211283409.XA priority Critical patent/CN115345391B/zh
Publication of CN115345391A publication Critical patent/CN115345391A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115345391B publication Critical patent/CN115345391B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电‑气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质，其中方法包括：以电‑气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，电‑气能源系统包括电力系统和天然气系统；构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电‑气系统耦合约束条件；根据目标函数和天然气约束条件、电力系统约束条件和电‑气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；对灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到电‑气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。本发明能够有效提高能源系统整体的恢复效率。

Description

一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其是涉及一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质。
背景技术
在双碳目标的背景下，能源领域成为改革的主战场。在此背景下，异质系统耦合互联、多种能源协同互补、源网荷灵活互动的综合能源系统成为安全高效智慧用能的新方向。综合能源系统的安全可靠运行关系区域内民众的安全生产生活，因此，在当今极端灾害频发的背景下，对提升区域能源系统的韧性有着十分急切的需求。极端灾害具有极强的破坏力，可能导致能源系统中的电网线路故障、气网管道损坏等，造成负荷损失。在极端灾害发生时，需要制定一个灾后恢复策略实现对能源系统多种资源优化调度，使能源系统在灾中的负荷损失尽可能少且能快速恢复正常运行。
目前关于配电网的优化调度和韧性提升研究的方法有很多，而关于能源系统韧性提升和灾后恢复策略的研究较少，现有的能源系统恢复方法主要是以调度周期内设备运行总费用最小为目标，考虑能源系统中的燃气轮机、P2G设备、储能装置等基本设备的优化运行实现能源系统灾后恢复，现有的能源系统恢复方法没有全面考虑影响灾后恢复的因素，难以在灾后将能源系统恢复至正常水平。
发明内容
本发明提供一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质，以解决现有的能源系统恢复方法没有全面考虑影响灾后恢复的因素，难以在灾后将能源系统恢复至正常水平的技术问题。
本发明的实施例提供了一种电-气能源系统的灾后恢复方法，包括：
以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，所述电-气能源系统包括电力系统和天然气系统；
构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件；
根据所述目标函数和所述天然气约束条件、所述电力系统约束条件和所述电-气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；
对所述灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到所述电-气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。
进一步的，所述以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，包括：
根据电气系统的失电负荷量、所述电气系统的负荷节点集合、所述天然气系统的失气负荷量和所述天然气系统的负荷节点集合，构建目标函数：
Figure 108714DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 935725DEST_PATH_IMAGE002
为电-气能源系统的总负荷损失；L为电力系统的负荷节点集合，K天然气 系统的负荷节点集合，
Figure 766278DEST_PATH_IMAGE003
为在
Figure 212302DEST_PATH_IMAGE004
时刻电力系统中节点
Figure 811911DEST_PATH_IMAGE005
的失电负荷量，
Figure 950768DEST_PATH_IMAGE006
为在
Figure 413759DEST_PATH_IMAGE004
时刻天 然气系统中节点
Figure 397895DEST_PATH_IMAGE007
的失气负荷量。
进一步的，所述天然气系统约束条件包括气源流量约束、天然气节点流量平衡约束、天然气管道流量约束、失气负荷约束和储气设施模型约束；
所述气源流量约束为：
Figure 117590DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 161769DEST_PATH_IMAGE009
为天然气从气源放出的流量；
Figure 91548DEST_PATH_IMAGE010
为天然气从气源所放出的上 限流量；
Figure 879375DEST_PATH_IMAGE011
为天然气从气源所放出的下限流量；
所述天然气节点流量平衡约束：
Figure 719155DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 934236DEST_PATH_IMAGE013
为天然气管道
Figure 961098DEST_PATH_IMAGE007
的流量；
Figure 677250DEST_PATH_IMAGE014
为天然气管道上游的流量；
Figure 105957DEST_PATH_IMAGE015
为天 然气管道下游的流量；
Figure 491939DEST_PATH_IMAGE016
为天然气管道
Figure 537256DEST_PATH_IMAGE007
处对应节点
Figure 666886DEST_PATH_IMAGE007
的天然气负荷；
Figure 74733DEST_PATH_IMAGE017
为天然气 管道
Figure 897196DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处输入的电转气功率；
Figure 898650DEST_PATH_IMAGE019
为天然气管道
Figure 831971DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处燃气轮机消耗的 气功率。
所述天然气管道流量约束包括含压缩机的天然气管道流量约束和不含压缩机的天然气管道流量约束；
假设天然气在管道
Figure 94325DEST_PATH_IMAGE007
中，从
Figure 87689DEST_PATH_IMAGE020
端流向
Figure 842018DEST_PATH_IMAGE021
端，所述含压缩机的天然气管道流量为：
Figure 313451DEST_PATH_IMAGE022
所述不含压缩机的天然气管道约束为：
Figure 571257DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 860155DEST_PATH_IMAGE024
为天然气管道
Figure 570623DEST_PATH_IMAGE020
端的压力；
Figure 845746DEST_PATH_IMAGE025
为天然气管道
Figure 223638DEST_PATH_IMAGE021
端的压力；
Figure 417859DEST_PATH_IMAGE026
为压缩机 的压缩比系数；
Figure 146780DEST_PATH_IMAGE027
为天然气管道
Figure 960016DEST_PATH_IMAGE007
的天然气最大流量；
Figure 192414DEST_PATH_IMAGE028
为天然气管道
Figure 432902DEST_PATH_IMAGE007
的二进制 状态，由0/1表示管道是/否损坏；
Figure 508174DEST_PATH_IMAGE029
为天然气流量和压力之间的关系；
所述失气负荷约束为：
Figure 125101DEST_PATH_IMAGE030
所述储气设施模型约束为：
Figure 477585DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 154554DEST_PATH_IMAGE032
为储气设施在
Figure 326909DEST_PATH_IMAGE033
时刻的剩余气量；
Figure 609510DEST_PATH_IMAGE034
为储气设施最大容量；
Figure 816501DEST_PATH_IMAGE035
为管储气设施最小容量；
Figure 398792DEST_PATH_IMAGE036
为时刻
Figure 58443DEST_PATH_IMAGE033
的输入气流量；
Figure 141806DEST_PATH_IMAGE037
为时刻
Figure 468882DEST_PATH_IMAGE033
的输出流量；
Figure 487653DEST_PATH_IMAGE038
表 示单位时间。
进一步的，所述电力系统约束条件包括：电力系统功率平衡约束、线路潮流约束、电负荷损失约束、分布式发电设备约束和移动储能装置充放电约束；
所述电力系统功率平衡约束为：
Figure 634601DEST_PATH_IMAGE039
Figure 131441DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 172079DEST_PATH_IMAGE041
Figure 361751DEST_PATH_IMAGE042
其中，
Figure 261574DEST_PATH_IMAGE043
表示
Figure 562106DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 332616DEST_PATH_IMAGE044
流向节点
Figure 817824DEST_PATH_IMAGE045
的有功功率、
Figure 939363DEST_PATH_IMAGE046
表示
Figure 778006DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 668602DEST_PATH_IMAGE045
流向 节点
Figure 324711DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 933547DEST_PATH_IMAGE047
表示
Figure 841460DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 586562DEST_PATH_IMAGE044
的燃气轮机输出有功功率；
Figure 288939DEST_PATH_IMAGE048
为
Figure 244126DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储能 装置注入节点
Figure 690150DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 289759DEST_PATH_IMAGE049
为
Figure 428616DEST_PATH_IMAGE033
时刻
Figure 746465DEST_PATH_IMAGE044
点的负荷有功功率大小；
Figure 855236DEST_PATH_IMAGE050
为电转气装置在
Figure 574930DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 619109DEST_PATH_IMAGE044
消耗配电系统有功功率大小；L为线路集合，
Figure 424254DEST_PATH_IMAGE051
表示
Figure 336715DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 910916DEST_PATH_IMAGE044
流向节点
Figure 391576DEST_PATH_IMAGE045
的 无功功率、
Figure 418438DEST_PATH_IMAGE052
表示
Figure 9956DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 294789DEST_PATH_IMAGE045
流向节点
Figure 680771DEST_PATH_IMAGE044
的无功功率；
Figure 460508DEST_PATH_IMAGE053
表示
Figure 714772DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分布式发电 设备在节点
Figure 263565DEST_PATH_IMAGE044
的输出无功功率；
Figure 86027DEST_PATH_IMAGE054
表示
Figure 87481DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分布式发电设备在节点
Figure 755223DEST_PATH_IMAGE044
的输出无功功 率；
Figure 283156DEST_PATH_IMAGE055
表示
Figure 276520DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 499691DEST_PATH_IMAGE044
的无功负荷；
所述线路潮流约束为：
Figure 236703DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 619142DEST_PATH_IMAGE057
表示线路的状态，由0/1表示线路是/否断开；
Figure 517828DEST_PATH_IMAGE058
为线路所能承受最大 有功功率，
Figure 493875DEST_PATH_IMAGE059
为线路所能承受最大无功功率；
所述电负荷损失约束为：
Figure 768998DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 146890DEST_PATH_IMAGE061
表示节点
Figure 606690DEST_PATH_IMAGE044
处功率因数；
所述分布式发电设备约束为：
Figure 804453DEST_PATH_IMAGE062
其中，
Figure 883268DEST_PATH_IMAGE063
为
Figure 115666DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 480788DEST_PATH_IMAGE005
分布式电源发出的有功功率，
Figure 697006DEST_PATH_IMAGE064
为
Figure 313932DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 400837DEST_PATH_IMAGE005
分布式电 源发出的无功功率；
Figure 812226DEST_PATH_IMAGE065
为其出力上限；
Figure 109216DEST_PATH_IMAGE066
为
Figure 529833DEST_PATH_IMAGE067
时刻功率因数；
Figure 471244DEST_PATH_IMAGE068
和
Figure 319114DEST_PATH_IMAGE069
分别 为其下限和上限；对于纯有功电源，有
Figure 244345DEST_PATH_IMAGE070
=
Figure 327707DEST_PATH_IMAGE071
=1；对于恒功率因数电源，有
Figure 389204DEST_PATH_IMAGE072
=
Figure 407976DEST_PATH_IMAGE073
=
Figure 289344DEST_PATH_IMAGE074
；对于变功率因数电源，功率因数在
Figure 179327DEST_PATH_IMAGE075
之间连续变化；
所述移动储能装置充放电约束为：
Figure 95331DEST_PATH_IMAGE076
Figure 550583DEST_PATH_IMAGE077
Figure 184826DEST_PATH_IMAGE078
Figure 485358DEST_PATH_IMAGE079
Figure 380501DEST_PATH_IMAGE080
Figure 741076DEST_PATH_IMAGE081
其中，
Figure 597036DEST_PATH_IMAGE082
表示配电网中存在充电站的节点集合，
Figure 966838DEST_PATH_IMAGE083
表示移动储能装置的数量集。
Figure 857433DEST_PATH_IMAGE084
表示移动储能装置
Figure 513543DEST_PATH_IMAGE018
的最大充电/放电功率；
Figure 856799DEST_PATH_IMAGE085
表示移动储能装置
Figure 499133DEST_PATH_IMAGE018
在
Figure 244235DEST_PATH_IMAGE033
时刻的充电/放电功率；
Figure 71246DEST_PATH_IMAGE086
均为二进制变量，若移动储能装置
Figure 901799DEST_PATH_IMAGE018
在时刻
Figure 613403DEST_PATH_IMAGE033
正在充 电/放电，则为1，否则为0；
Figure 478590DEST_PATH_IMAGE087
为1/0变量，表示
Figure 351869DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储能装置
Figure 528772DEST_PATH_IMAGE018
是/否连接到电力系 统节点
Figure 778488DEST_PATH_IMAGE044
上。
所述移动储能装置存在时空移动约束：
Figure 498182DEST_PATH_IMAGE088
Figure 807941DEST_PATH_IMAGE089
Figure 347506DEST_PATH_IMAGE090
Figure 259968DEST_PATH_IMAGE091
其中，
Figure 834168DEST_PATH_IMAGE092
表示允许连接到充电站节点
Figure 49249DEST_PATH_IMAGE005
的移动储能装置数量，
Figure 341690DEST_PATH_IMAGE093
表示移动储 能装置
Figure 792263DEST_PATH_IMAGE018
从节点
Figure 752129DEST_PATH_IMAGE005
移动到节点
Figure 138111DEST_PATH_IMAGE094
的旅行时间。
进一步的，所述电-气系统耦合约束条件包括：燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束；
所述燃气轮机约束：
Figure 652269DEST_PATH_IMAGE095
其中，
Figure 781899DEST_PATH_IMAGE096
和
Figure 455326DEST_PATH_IMAGE097
分别为节点
Figure 12209DEST_PATH_IMAGE044
允许接入的燃气轮机的最大有功功率和最 大无功功率；
Figure 13663DEST_PATH_IMAGE098
是1/0变量表示
Figure 946984DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 206408DEST_PATH_IMAGE044
是/否接入燃气轮机；
Figure 934193DEST_PATH_IMAGE099
为能源系统中的燃气 轮机集合。
所述电转气设备约束为：
Figure 688522DEST_PATH_IMAGE100
其中，
Figure 425534DEST_PATH_IMAGE101
为天然气系统节点
Figure 807974DEST_PATH_IMAGE018
允许接入的电转气装置最大功率，
Figure 706660DEST_PATH_IMAGE102
为P2G 装置向天然气系统节点
Figure 682706DEST_PATH_IMAGE018
输入的气功率，
Figure 957829DEST_PATH_IMAGE103
为能源系统中的P2G装置集合，
Figure 194776DEST_PATH_IMAGE104
为气网中 允许接入P2G装置的节点，
Figure 529942DEST_PATH_IMAGE105
为1/0变量，表示天然气系统中节点
Figure 462126DEST_PATH_IMAGE007
是否有连接P2G装置，
Figure 665574DEST_PATH_IMAGE106
为1/0变量，表示电力系统中节点
Figure 897973DEST_PATH_IMAGE005
是否有连接P2G装置。
所述电-气功率转换约束：
Figure 404040DEST_PATH_IMAGE107
其中，
Figure 89099DEST_PATH_IMAGE108
为电功率转气功率的转换效率和
Figure 706026DEST_PATH_IMAGE109
为气功率转电功率的转换效率。
本发明的一个实施例提供了一种电-气能源系统的灾后恢复装置，包括：
目标函数构建模块，用于以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，所述电-气能源系统包括电力系统和天然气系统；
约束条件构建模块，用于构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件；
数学模型构建模块，用于根据所述目标函数和所述天然气约束条件、所述电力系统约束条件和所述电-气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；
数学模型仿真分析模块，用于对所述灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到所述电-气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。
进一步的，所述以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，包括：
根据电气系统的失电负荷量、所述电气系统的负荷节点集合、所述天然气系统的失气负荷量和所述天然气系统的负荷节点集合，构建目标函数：
Figure 917564DEST_PATH_IMAGE110
其中，
Figure 860112DEST_PATH_IMAGE111
为电-气能源系统的总负荷损失；L为电力系统的负荷节点集合，K天然 气系统的负荷节点集合，
Figure 32468DEST_PATH_IMAGE112
为在
Figure 453085DEST_PATH_IMAGE004
时刻电力系统中节点
Figure 394496DEST_PATH_IMAGE005
的失电负荷量，
Figure 367000DEST_PATH_IMAGE113
为在
Figure 26651DEST_PATH_IMAGE004
时刻 天然气系统中节点
Figure 985380DEST_PATH_IMAGE007
的失气负荷量。
进一步的，所述天然气系统约束条件包括气源流量约束、天然气节点流量平衡约束、天然气管道流量约束、失气负荷约束和储气设施模型约束；
所述气源流量约束为：
Figure 46877DEST_PATH_IMAGE114
其中，
Figure 65649DEST_PATH_IMAGE115
为天然气从气源放出的流量；
Figure 337230DEST_PATH_IMAGE116
为天然气从气源所放出的上 限流量；
Figure 99650DEST_PATH_IMAGE117
为天然气从气源所放出的下限流量；
所述天然气节点流量平衡约束：
Figure 15653DEST_PATH_IMAGE118
其中，
Figure 205326DEST_PATH_IMAGE119
为天然气管道
Figure 698624DEST_PATH_IMAGE007
的流量；
Figure 264735DEST_PATH_IMAGE120
为天然气管道上游的流量；
Figure 300824DEST_PATH_IMAGE121
为 天然气管道下游的流量；
Figure 661398DEST_PATH_IMAGE122
为天然气管道
Figure 517359DEST_PATH_IMAGE007
处对应节点
Figure 749144DEST_PATH_IMAGE007
的天然气负荷；
Figure 639740DEST_PATH_IMAGE123
为天然 气管道
Figure 436795DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处输入的电转气功率；
Figure 780051DEST_PATH_IMAGE124
为天然气管道
Figure 422385DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处燃气轮机消耗 的气功率。
所述天然气管道流量约束包括含压缩机的天然气管道流量约束和不含压缩机的天然气管道流量约束；
假设天然气在管道
Figure 292121DEST_PATH_IMAGE007
中，从
Figure 994498DEST_PATH_IMAGE020
端流向
Figure 825051DEST_PATH_IMAGE021
端，所述含压缩机的天然气管道流量为：
Figure 536655DEST_PATH_IMAGE125
所述不含压缩机的天然气管道约束为：
Figure 136263DEST_PATH_IMAGE126
其中，
Figure 134175DEST_PATH_IMAGE127
为天然气管道
Figure 452024DEST_PATH_IMAGE020
端的压力；
Figure 701740DEST_PATH_IMAGE128
为天然气管道
Figure 155855DEST_PATH_IMAGE021
端的压力；
Figure 324668DEST_PATH_IMAGE129
为压缩机 的压缩比系数；
Figure 395392DEST_PATH_IMAGE130
为天然气管道
Figure 183220DEST_PATH_IMAGE007
的天然气最大流量；
Figure 757420DEST_PATH_IMAGE131
为天然气管道
Figure 972501DEST_PATH_IMAGE007
的二进制 状态，由0/1表示管道是/否损坏；
Figure 389576DEST_PATH_IMAGE132
为天然气流量和压力之间的关系；
所述失气负荷约束为：
Figure 715515DEST_PATH_IMAGE133
所述储气设施模型约束为：
Figure 409802DEST_PATH_IMAGE134
Figure 61363DEST_PATH_IMAGE135
Figure 575521DEST_PATH_IMAGE136
Figure 829785DEST_PATH_IMAGE137
其中，
Figure 378578DEST_PATH_IMAGE138
为储气设施在
Figure 935461DEST_PATH_IMAGE033
时刻的剩余气量；
Figure 936915DEST_PATH_IMAGE139
为储气设施最大容量；
Figure 135815DEST_PATH_IMAGE140
为管储气设施最小容量；
Figure 663748DEST_PATH_IMAGE141
为时刻
Figure 391533DEST_PATH_IMAGE033
的输入气流量；
Figure 880283DEST_PATH_IMAGE142
为时刻
Figure 351716DEST_PATH_IMAGE033
的输出流量；
Figure 468576DEST_PATH_IMAGE038
表 示单位时间。
进一步的，所述电-气系统耦合约束条件包括：燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束；
所述燃气轮机约束：
Figure 632841DEST_PATH_IMAGE143
其中，
Figure 608888DEST_PATH_IMAGE144
和
Figure 740136DEST_PATH_IMAGE145
分别为节点
Figure 118028DEST_PATH_IMAGE044
允许接入的燃气轮机的最大有功功率和最 大无功功率；
Figure 187615DEST_PATH_IMAGE146
是1/0变量表示
Figure 650957DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 729772DEST_PATH_IMAGE044
是/否接入燃气轮机；
Figure 86804DEST_PATH_IMAGE147
为能源系统中的燃 气轮机集合。
所述电转气设备约束为：
Figure 592872DEST_PATH_IMAGE148
其中，
Figure 277931DEST_PATH_IMAGE149
为天然气系统 节点
Figure 894857DEST_PATH_IMAGE018
允许接入的电转气装置最大功率，
Figure 247341DEST_PATH_IMAGE150
为P2G装置向天然气系统节点
Figure 48944DEST_PATH_IMAGE018
输入的气功 率，
Figure 221299DEST_PATH_IMAGE151
为能源系统中的P2G装置集合，
Figure 376337DEST_PATH_IMAGE152
为气网中允许接入P2G装置的节点，
Figure 583327DEST_PATH_IMAGE153
为 1/0变量，表示天然气系统中节点
Figure 555831DEST_PATH_IMAGE007
是否有连接P2G装置，
Figure 215483DEST_PATH_IMAGE154
为1/0变量，表示电力系统中 节点
Figure 439791DEST_PATH_IMAGE005
是否有连接P2G装置。
所述电-气功率转换约束：
Figure 235708DEST_PATH_IMAGE155
Figure 254480DEST_PATH_IMAGE156
其中，
Figure 526061DEST_PATH_IMAGE157
为电功率转气功率的转换效率和
Figure 288481DEST_PATH_IMAGE158
为气功率转电功率的转换效率。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的电-气能源系统的灾后恢复方法。
本发明实施例考虑了电力系统和天然气系统的耦合运行情况，构建电-气系统耦合约束条件，包括燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束，并将天然气系统约束条件和电力系统约束条件与电-气系统结合，作为目标函数的约束条件，从而能够全面考虑影响灾后恢复的因素，能够根据优化调度策略在尽量短的时间内恢复系统负荷并有效减少恢复过程中的累计负荷损失，而且本发明实施例考虑了电力系统和天然气系统的紧密耦合关系构建电-气系统耦合约束条件，能够有效提高能源系统整体的恢复效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电-气能源系统的灾后恢复方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电-气能源系统的灾后恢复方法的另一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种电-气能源系统的灾后恢复装置的结构示意图。
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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1，本发明的实施例提供了一种电-气能源系统的灾后恢复方法，包括：
S1、以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，电-气能源系统包括电力系统和天然气系统；
电-气能源系统为由电力系统和天然气系统组合而成的综合能源系统。电气系统化和天然气系统之间呈现出高度耦合的特性，当电力系统或天然气系统出现故障时，故障能够在两个系统之间相互传到渗透，若不及时恢复故障容易导致能源系统全面崩溃。
S2、构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件；
本发明实施例中，考虑了电力系统和天然气系统的耦合运行情况，构建电-气系统耦合约束条件，包括燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束，并将天然气系统约束条件和电力系统约束条件与电-气系统结合，作为目标函数的约束条件，从而能够全面考虑影响灾后恢复的因素，能够通过分析得到可靠的优化调度策略，进而能够有效使得电-力能源系统在灾后迅速恢复至正常水平。
S3、根据目标函数和天然气约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；
S4、对灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到电-气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。
在本发明实施例中，根据得到的优化调度策略进行灾后恢复，能够快速将系统恢复正常水平。
请参阅图2，为本发明实施例提供的一种电-气能源系统的灾后恢复方法的另一流程示意图。
在一个实施例中，以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，包括：
根据电气系统的失电负荷量、电气系统的负荷节点集合、天然气系统的失气负荷量和天然气系统的负荷节点集合，构建目标函数：
Figure 204484DEST_PATH_IMAGE159
其中，
Figure 394157DEST_PATH_IMAGE160
为电-气能源系统的总负荷损失；L为电力系统的负荷节点集合，K天然 气系统的负荷节点集合，
Figure 28401DEST_PATH_IMAGE161
为在
Figure 453566DEST_PATH_IMAGE004
时刻电力系统中节点
Figure 489655DEST_PATH_IMAGE005
的失电负荷量，
Figure 584650DEST_PATH_IMAGE162
为在
Figure 706190DEST_PATH_IMAGE004
时刻 天然气系统中节点
Figure 935046DEST_PATH_IMAGE007
的失气负荷量。
在本发明实施例中，优化调度的时间间隔为1小时，考虑T=12小时内的恢复策略。
在一个实施例中，天然气系统约束条件包括气源流量约束、天然气节点流量平衡约束、天然气管道流量约束、失气负荷约束和储气设施模型约束；
气源流量约束为：
Figure 825642DEST_PATH_IMAGE163
其中，
Figure 357117DEST_PATH_IMAGE164
为天然气从气源放出的流量；
Figure 700374DEST_PATH_IMAGE165
为天然气从气源所放出的上限 流量；
Figure 608287DEST_PATH_IMAGE166
为天然气从气源所放出的下限流量；
天然气节点流量平衡约束：
Figure 478023DEST_PATH_IMAGE167
其中，
Figure 445979DEST_PATH_IMAGE168
为天然气管道
Figure 276532DEST_PATH_IMAGE007
的流量；
Figure 722556DEST_PATH_IMAGE014
为天然气管道上游的流量；
Figure 322165DEST_PATH_IMAGE015
为天 然气管道下游的流量；
Figure 323007DEST_PATH_IMAGE169
为天然气管道
Figure 640855DEST_PATH_IMAGE007
处对应节点
Figure 624992DEST_PATH_IMAGE007
的天然气负荷；
Figure 610265DEST_PATH_IMAGE170
为天然 气管道
Figure 654445DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处输入的电转气功率；
Figure 584224DEST_PATH_IMAGE171
为天然气管道
Figure 372051DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处燃气轮机消耗 的气功率。
天然气管道流量约束包括含压缩机的天然气管道流量约束和不含压缩机的天然气管道流量约束；
假设天然气在管道
Figure 946252DEST_PATH_IMAGE007
中，从
Figure 161332DEST_PATH_IMAGE020
端流向
Figure 453774DEST_PATH_IMAGE021
端，含压缩机的天然气管道流量为：
Figure 169926DEST_PATH_IMAGE172
不含压缩机的天然气管道约束为：
Figure 598633DEST_PATH_IMAGE173
其中，
Figure 984615DEST_PATH_IMAGE174
为天然气管道
Figure 764352DEST_PATH_IMAGE020
端的压力；
Figure 18616DEST_PATH_IMAGE175
为天然气管道
Figure 301830DEST_PATH_IMAGE021
端的压力；
Figure 389871DEST_PATH_IMAGE176
为压缩机 的压缩比系数；
Figure 391326DEST_PATH_IMAGE177
为天然气管道
Figure 324646DEST_PATH_IMAGE007
的天然气最大流量；
Figure 587001DEST_PATH_IMAGE178
为天然气管道
Figure 580364DEST_PATH_IMAGE007
的二进制 状态，由0/1表示管道是/否损坏；
Figure 334694DEST_PATH_IMAGE179
为天然气流量和压力之间的关系；
失气负荷约束为：
Figure 806126DEST_PATH_IMAGE180
储气设施模型约束为：
Figure 63932DEST_PATH_IMAGE181
Figure 352831DEST_PATH_IMAGE182
Figure 63298DEST_PATH_IMAGE183
Figure 338422DEST_PATH_IMAGE184
其中，
Figure 716314DEST_PATH_IMAGE185
为储气设施在
Figure 51480DEST_PATH_IMAGE033
时刻的剩余气量；
Figure 639456DEST_PATH_IMAGE186
为储气设施最大容量；
Figure 452691DEST_PATH_IMAGE187
为管储气设施最小容量；
Figure 685090DEST_PATH_IMAGE188
为时刻
Figure 925578DEST_PATH_IMAGE033
的输入气流量；
Figure 850DEST_PATH_IMAGE189
为时刻
Figure 883356DEST_PATH_IMAGE033
的输出流量；
Figure 970260DEST_PATH_IMAGE038
表示单位时间。
在本发明实施例中，基于天然气系统中的气源、管道（节点）、压缩机、储气设施和负荷的情况，构建多个天然气系统的约束条件，从而全面构建天然气系统约束条件，有利于得到准确的灾后优化调度策略。
在一个实施例中，电力系统约束条件包括：电力系统功率平衡约束、线路潮流约束、电负荷损失约束、分布式发电设备约束和移动储能装置充放电约束；
电力系统功率平衡约束为：
Figure 647229DEST_PATH_IMAGE190
Figure 819585DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 119764DEST_PATH_IMAGE191
Figure 326755DEST_PATH_IMAGE192
其中，
Figure 909046DEST_PATH_IMAGE193
表示
Figure 834276DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 793005DEST_PATH_IMAGE044
流向节点
Figure 979136DEST_PATH_IMAGE045
的有功功率、
Figure 997907DEST_PATH_IMAGE194
表示
Figure 144855DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 907274DEST_PATH_IMAGE045
流向节点
Figure 823278DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 137585DEST_PATH_IMAGE195
表示
Figure 771828DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 72360DEST_PATH_IMAGE044
的燃气轮机输出有功功率；
Figure 842869DEST_PATH_IMAGE196
为
Figure 328077DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动 储能装置注入节点
Figure 715196DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 553839DEST_PATH_IMAGE197
为
Figure 444435DEST_PATH_IMAGE033
时刻
Figure 975911DEST_PATH_IMAGE044
点的负荷有功功率大小；
Figure 443801DEST_PATH_IMAGE198
为电转气装置 在
Figure 351714DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 362395DEST_PATH_IMAGE044
消耗配电系统有功功率大小；L为线路集合，
Figure 64772DEST_PATH_IMAGE199
表示
Figure 895325DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 200404DEST_PATH_IMAGE044
流向节 点
Figure 65592DEST_PATH_IMAGE045
的无功功率、
Figure 938870DEST_PATH_IMAGE200
表示
Figure 256719DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 506435DEST_PATH_IMAGE045
流向节点
Figure 350763DEST_PATH_IMAGE044
的无功功率；
Figure 394942DEST_PATH_IMAGE201
表示
Figure 200087DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分 布式发电设备在节点
Figure 987915DEST_PATH_IMAGE044
的输出无功功率；
Figure 686749DEST_PATH_IMAGE202
表示
Figure 167409DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分布式发电设备在节点
Figure 194271DEST_PATH_IMAGE044
的输 出无功功率；
Figure 785789DEST_PATH_IMAGE203
表示
Figure 214497DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 728042DEST_PATH_IMAGE044
的无功负荷；
线路潮流约束为：
Figure 507779DEST_PATH_IMAGE204
Figure 637409DEST_PATH_IMAGE205
其中，
Figure 186202DEST_PATH_IMAGE206
表示线路的状态，由0/1表示线路是/否断开；
Figure 8665DEST_PATH_IMAGE207
为线路所能承受最 大有功功率，
Figure 134753DEST_PATH_IMAGE208
为线路所能承受最大无功功率；
电负荷损失约束为：
Figure 802495DEST_PATH_IMAGE209
Figure 205794DEST_PATH_IMAGE210
其中，
Figure 199158DEST_PATH_IMAGE211
表示节点
Figure 687908DEST_PATH_IMAGE044
处功率因数；
分布式发电设备约束为：
Figure 549554DEST_PATH_IMAGE212
其中，
Figure 807360DEST_PATH_IMAGE213
为
Figure 706046DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 682092DEST_PATH_IMAGE005
分布式电源发出的有功功率，
Figure 81849DEST_PATH_IMAGE214
为
Figure 194162DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 794907DEST_PATH_IMAGE005
分布 式电源发出的无功功率；
Figure 992670DEST_PATH_IMAGE215
为其出力上限；
Figure 71485DEST_PATH_IMAGE216
为
Figure 428517DEST_PATH_IMAGE067
时刻功率因数；
Figure 669005DEST_PATH_IMAGE217
和
Figure 619644DEST_PATH_IMAGE218
分别为其下限和上限；对于纯有功电源，有
Figure 502149DEST_PATH_IMAGE219
=
Figure 589054DEST_PATH_IMAGE220
=1；对于恒功率因数 电源，有
Figure 125077DEST_PATH_IMAGE221
=
Figure 297433DEST_PATH_IMAGE222
=
Figure 718050DEST_PATH_IMAGE223
；对于变功率因数电源，功率因数在
Figure 659461DEST_PATH_IMAGE224
之 间连续变化；
移动储能装置充放电约束为：
Figure 631965DEST_PATH_IMAGE225
其中，
Figure 557196DEST_PATH_IMAGE226
表示配电网中存在充 电站的节点集合，
Figure 515924DEST_PATH_IMAGE083
表示移动储能装置的数量集。
Figure 577421DEST_PATH_IMAGE227
表示移动储能装置
Figure 596193DEST_PATH_IMAGE018
的最 大充电/放电功率；
Figure 602195DEST_PATH_IMAGE228
表示移动储能装置
Figure 364615DEST_PATH_IMAGE018
在
Figure 546197DEST_PATH_IMAGE033
时刻的充电/放电功率；
Figure 735870DEST_PATH_IMAGE229
均为 二进制变量，若移动储能装置
Figure 370114DEST_PATH_IMAGE018
在时刻
Figure 792349DEST_PATH_IMAGE033
正在充电/放电，则为1，否则为0；
Figure 562859DEST_PATH_IMAGE230
为1/0变量， 表示
Figure 923433DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储能装置
Figure 779394DEST_PATH_IMAGE018
是/否连接到电力系统节点
Figure 149195DEST_PATH_IMAGE044
上。
移动储能装置存在时空移动约束：
Figure 164425DEST_PATH_IMAGE231
Figure 695900DEST_PATH_IMAGE232
Figure 39157DEST_PATH_IMAGE233
Figure 681491DEST_PATH_IMAGE234
其中，
Figure 551227DEST_PATH_IMAGE235
表示允许连接到充电站节点
Figure 519183DEST_PATH_IMAGE005
的移动储能装置数量，
Figure 349736DEST_PATH_IMAGE236
表示移动储能 装置
Figure 795760DEST_PATH_IMAGE018
从节点
Figure 660948DEST_PATH_IMAGE005
移动到节点
Figure 658860DEST_PATH_IMAGE094
的旅行时间。
在本发明实施例中，基于电力系统中的电力线路、移动储能设备、分布式发电设备、电力线路中的可承受功率、电压、潮流条件和负荷情况，全面构建电力系统的多个约束条件，有利于准确获得灾后优化调度策略。
在一个实施例中，电-气系统耦合约束条件包括：燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束；
燃气轮机约束：
Figure 711130DEST_PATH_IMAGE237
其中，
Figure 960845DEST_PATH_IMAGE238
和
Figure 680540DEST_PATH_IMAGE239
分别为节点
Figure 990298DEST_PATH_IMAGE044
允许接入的燃气轮机的最大有功功率和最 大无功功率；
Figure 654498DEST_PATH_IMAGE240
是1/0变量表示
Figure 442325DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 16526DEST_PATH_IMAGE044
是/否接入燃气轮机；
Figure 231607DEST_PATH_IMAGE241
为能源系统中的燃气 轮机集合。
电转气设备约束为：
Figure 789627DEST_PATH_IMAGE242
其中，
Figure 240200DEST_PATH_IMAGE243
为 天然气系统节点
Figure 934487DEST_PATH_IMAGE018
允许接入的电转气装置最大功率，
Figure 320469DEST_PATH_IMAGE244
为P2G装置向天然气系统节点
Figure 834626DEST_PATH_IMAGE018
输入的气功率，
Figure 88890DEST_PATH_IMAGE245
为能源系统中的P2G装置集合，
Figure 637683DEST_PATH_IMAGE246
为气网中允许接入P2G装置的节 点，
Figure 194567DEST_PATH_IMAGE247
为1/0变量，表示天然气系统中节点
Figure 461600DEST_PATH_IMAGE007
是否有连接P2G装置，
Figure 394921DEST_PATH_IMAGE248
为1/0变量，表示 电力系统中节点
Figure 922854DEST_PATH_IMAGE005
是否有连接P2G装置。
电-气功率转换约束：
Figure 650639DEST_PATH_IMAGE249
其中，
Figure 139389DEST_PATH_IMAGE250
为电功率转气功率的转换效率和
Figure 876401DEST_PATH_IMAGE158
为气功率转电功率的转换效率。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例考虑了电力系统和天然气系统的耦合运行情况，构建电-气系统耦合约束条件，包括燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束，并将天然气系统约束条件和电力系统约束条件与电-气系统结合，作为目标函数的约束条件，从而能够全面考虑影响灾后恢复的因素，能够根据优化调度策略在尽量短的时间内恢复系统负荷并有效减少恢复过程中的累计负荷损失，而且本发明实施例考虑了电力系统和天然气系统的紧密耦合关系构建电-气系统耦合约束条件，能够有效提高能源系统整体的恢复效率。
请参阅图3，基于与上述实施例相同的发明构思。本发明的一个实施例提供了一种电-气能源系统的灾后恢复装置，包括：
目标函数构建模块10用于以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，电-气能源系统包括电力系统和天然气系统；
约束条件构建模块20用于构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件；
数学模型构建模块30用于根据目标函数和天然气约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；
数学模型仿真分析模块用于对灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到电-气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。
在一个实施例中，以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，包括：
根据电气系统的失电负荷量、电气系统的负荷节点集合、天然气系统的失气负荷量和天然气系统的负荷节点集合，构建目标函数：
Figure 399786DEST_PATH_IMAGE110
其中，
Figure 426035DEST_PATH_IMAGE111
为电-气能源系统的总负荷损失；L为电力系统的负荷节点集合，K天然 气系统的负荷节点集合，
Figure 402082DEST_PATH_IMAGE112
为在
Figure 677205DEST_PATH_IMAGE004
时刻电力系统中节点
Figure 789518DEST_PATH_IMAGE005
的失电负荷量，
Figure 249318DEST_PATH_IMAGE113
为在
Figure 712660DEST_PATH_IMAGE004
时刻 天然气系统中节点
Figure 791475DEST_PATH_IMAGE007
的失气负荷量。
在一个实施例中，电力系统约束条件包括：电力系统功率平衡约束、线路潮流约束、电负荷损失约束、分布式发电设备约束和移动储能装置充放电约束；
电力系统功率平衡约束为：
Figure 758294DEST_PATH_IMAGE251
Figure 264361DEST_PATH_IMAGE252
；
Figure 74054DEST_PATH_IMAGE253
Figure 690980DEST_PATH_IMAGE254
其中，
Figure 43464DEST_PATH_IMAGE255
表示
Figure 720433DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 892789DEST_PATH_IMAGE044
流向节点
Figure 172460DEST_PATH_IMAGE045
的有功功率、
Figure 113872DEST_PATH_IMAGE256
表示
Figure 961742DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 886972DEST_PATH_IMAGE045
流 向节点
Figure 970335DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 31832DEST_PATH_IMAGE257
表示
Figure 785024DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 931972DEST_PATH_IMAGE044
的燃气轮机输出有功功率；
Figure 819025DEST_PATH_IMAGE258
为
Figure 608DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储 能装置注入节点
Figure 190281DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 558945DEST_PATH_IMAGE259
为
Figure 859477DEST_PATH_IMAGE033
时刻
Figure 20199DEST_PATH_IMAGE044
点的负荷有功功率大小；
Figure 380774DEST_PATH_IMAGE260
为电转气装置 在
Figure 236734DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 606536DEST_PATH_IMAGE044
消耗配电系统有功功率大小；L为线路集合，
Figure 497131DEST_PATH_IMAGE261
表示
Figure 153241DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 496497DEST_PATH_IMAGE044
流向节 点
Figure 138831DEST_PATH_IMAGE045
的无功功率、
Figure 883933DEST_PATH_IMAGE262
表示
Figure 851889DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 804146DEST_PATH_IMAGE045
流向节点
Figure 250171DEST_PATH_IMAGE044
的无功功率；
Figure 849780DEST_PATH_IMAGE263
表示
Figure 723058DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分 布式发电设备在节点
Figure 165540DEST_PATH_IMAGE044
的输出无功功率；
Figure 680835DEST_PATH_IMAGE264
表示
Figure 134950DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分布式发电设备在节点
Figure 179130DEST_PATH_IMAGE044
的输 出无功功率；
Figure 984275DEST_PATH_IMAGE265
表示
Figure 896736DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 470937DEST_PATH_IMAGE044
的无功负荷；
线路潮流约束为：
Figure 951597DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 244038DEST_PATH_IMAGE057
表示线路的状态，由0/1表示线路是/否断开；
Figure 569977DEST_PATH_IMAGE058
为线路所能承受最大 有功功率，
Figure 123318DEST_PATH_IMAGE059
为线路所能承受最大无功功率；
电负荷损失约束为：
Figure 774879DEST_PATH_IMAGE266
其中，
Figure 289037DEST_PATH_IMAGE061
表示节点
Figure 418667DEST_PATH_IMAGE044
处功率因数；
分布式发电设备约束为：
Figure 92094DEST_PATH_IMAGE062
其中，
Figure 914556DEST_PATH_IMAGE063
为
Figure 916010DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 849331DEST_PATH_IMAGE005
分布式电源发出的有功功率，
Figure 252631DEST_PATH_IMAGE064
为
Figure 105049DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 593799DEST_PATH_IMAGE005
分布式 电源发出的无功功率；
Figure 65232DEST_PATH_IMAGE065
为其出力上限；
Figure 323038DEST_PATH_IMAGE066
为
Figure 611937DEST_PATH_IMAGE067
时刻功率因数；
Figure 587983DEST_PATH_IMAGE068
和
Figure 863107DEST_PATH_IMAGE069
分别为其下限和上限；对于纯有功电源，有
Figure 240998DEST_PATH_IMAGE070
=
Figure 310586DEST_PATH_IMAGE071
=1；对于恒功率因数电源，有
Figure 898562DEST_PATH_IMAGE072
=
Figure 711797DEST_PATH_IMAGE073
=
Figure 944195DEST_PATH_IMAGE074
；对于变功率因数电源，功率因数在
Figure 450263DEST_PATH_IMAGE075
之间连续变 化；
移动储能装置充放电约束为：
Figure 400901DEST_PATH_IMAGE267
Figure 145391DEST_PATH_IMAGE077
Figure 232296DEST_PATH_IMAGE078
Figure 909265DEST_PATH_IMAGE079
Figure 81620DEST_PATH_IMAGE268
Figure 361292DEST_PATH_IMAGE269
其中，
Figure 568282DEST_PATH_IMAGE082
表示配电网中存在充电站的节点集合，
Figure 681732DEST_PATH_IMAGE083
表示移动储能装置的数量集。
Figure 341383DEST_PATH_IMAGE084
表示移动储能装置
Figure 300112DEST_PATH_IMAGE018
的最大充电/放电功率；
Figure 220663DEST_PATH_IMAGE085
表示移动储能装置
Figure 239435DEST_PATH_IMAGE018
在
Figure 386382DEST_PATH_IMAGE033
时刻的充电/放电功率；
Figure 414381DEST_PATH_IMAGE086
均为二进制变量，若移动储能装置
Figure 189439DEST_PATH_IMAGE018
在时刻
Figure 379112DEST_PATH_IMAGE033
正在充 电/放电，则为1，否则为0；
Figure 13356DEST_PATH_IMAGE087
为1/0变量，表示
Figure 313887DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储能装置
Figure 349976DEST_PATH_IMAGE018
是/否连接到电力系 统节点
Figure 569605DEST_PATH_IMAGE044
上。
移动储能装置存在时空移动约束：
Figure 691145DEST_PATH_IMAGE270
Figure 60946DEST_PATH_IMAGE271
Figure 685963DEST_PATH_IMAGE272
Figure 217438DEST_PATH_IMAGE091
其中，
Figure 685329DEST_PATH_IMAGE273
表示允许连接到充电站节点
Figure 593242DEST_PATH_IMAGE005
的移动储能装置数量，
Figure 338344DEST_PATH_IMAGE274
表示移动储 能装置
Figure 40721DEST_PATH_IMAGE018
从节点
Figure 136853DEST_PATH_IMAGE005
移动到节点
Figure 707511DEST_PATH_IMAGE094
的旅行时间。
在一个实施例中，天然气系统约束条件包括气源流量约束、天然气节点流量平衡约束、天然气管道流量约束、失气负荷约束和储气设施模型约束；
气源流量约束为：
Figure 307120DEST_PATH_IMAGE114
其中，
Figure 180398DEST_PATH_IMAGE115
为天然气从气源放出的流量；
Figure 498247DEST_PATH_IMAGE116
为天然气从气源所放出的上 限流量；
Figure 607017DEST_PATH_IMAGE117
为天然气从气源所放出的下限流量；
天然气节点流量平衡约束：
Figure 592291DEST_PATH_IMAGE275
其中，
Figure 636470DEST_PATH_IMAGE119
为天然气管道
Figure 441615DEST_PATH_IMAGE007
的流量；
Figure 229442DEST_PATH_IMAGE120
为天然气管道上游的流量；
Figure 925347DEST_PATH_IMAGE121
为 天然气管道下游的流量；
Figure 140428DEST_PATH_IMAGE122
为天然气管道
Figure 167290DEST_PATH_IMAGE007
处对应节点
Figure 758808DEST_PATH_IMAGE007
的天然气负荷；
Figure 453095DEST_PATH_IMAGE123
为天然气 管道
Figure 963710DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处输入的电转气功率；
Figure 743448DEST_PATH_IMAGE124
为天然气管道
Figure 873078DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处燃气轮机消耗的 气功率。
天然气管道流量约束包括含压缩机的天然气管道流量约束和不含压缩机的天然气管道流量约束；
假设天然气在管道
Figure 156291DEST_PATH_IMAGE007
中，从
Figure 103388DEST_PATH_IMAGE020
端流向
Figure 370421DEST_PATH_IMAGE021
端，含压缩机的天然气管道流量为：
Figure 303742DEST_PATH_IMAGE125
不含压缩机的天然气管道约束为：
Figure 441462DEST_PATH_IMAGE126
其中，
Figure 434826DEST_PATH_IMAGE127
为天然气管道
Figure 48210DEST_PATH_IMAGE020
端的压力；
Figure 519643DEST_PATH_IMAGE128
为天然气管道
Figure 777449DEST_PATH_IMAGE021
端的压力；
Figure 207293DEST_PATH_IMAGE129
为压缩机 的压缩比系数；
Figure 917760DEST_PATH_IMAGE130
为天然气管道
Figure 317517DEST_PATH_IMAGE007
的天然气最大流量；
Figure 695409DEST_PATH_IMAGE131
为天然气管道
Figure 764996DEST_PATH_IMAGE007
的二进制 状态，由0/1表示管道是/否损坏；
Figure 493918DEST_PATH_IMAGE132
为天然气流量和压力之间的关系；
失气负荷约束为：
Figure 307153DEST_PATH_IMAGE133
储气设施模型约束为：
Figure 664185DEST_PATH_IMAGE134
Figure 904673DEST_PATH_IMAGE135
Figure 855312DEST_PATH_IMAGE136
Figure 472238DEST_PATH_IMAGE276
其中，
Figure 683777DEST_PATH_IMAGE138
为储气设施在
Figure 360746DEST_PATH_IMAGE033
时刻的剩余气量；
Figure 798680DEST_PATH_IMAGE139
为储气设施最大容量；
Figure 953718DEST_PATH_IMAGE140
为管储气设施最小容量；
Figure 160708DEST_PATH_IMAGE141
为时刻
Figure 867633DEST_PATH_IMAGE033
的输入气流量；
Figure 527285DEST_PATH_IMAGE142
为时刻
Figure 486013DEST_PATH_IMAGE033
的输出流 量；
Figure 813090DEST_PATH_IMAGE038
表示单位时间。
在一个实施例中，电-气系统耦合约束条件包括：燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束；
燃气轮机约束：
Figure 831861DEST_PATH_IMAGE277
其中，
Figure 106372DEST_PATH_IMAGE144
和
Figure 603213DEST_PATH_IMAGE145
分别为节点
Figure 519216DEST_PATH_IMAGE044
允许接入的燃气轮机的最大有功功率和最 大无功功率；
Figure 708889DEST_PATH_IMAGE146
是1/0变量表示
Figure 467766DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 33877DEST_PATH_IMAGE044
是/否接入燃气轮机；
Figure 804387DEST_PATH_IMAGE147
为能源系统中的燃 气轮机集合。
电转气设备约束为：
Figure 164961DEST_PATH_IMAGE278
其中，
Figure 286501DEST_PATH_IMAGE149
为天然气系统节点
Figure 249778DEST_PATH_IMAGE018
允许接入的电转气装置最大功率，
Figure 140373DEST_PATH_IMAGE150
为P2G装置向天然气系统节点
Figure 937428DEST_PATH_IMAGE018
输入的气功率，
Figure 280685DEST_PATH_IMAGE151
为能源系统中的P2G装置集合，
Figure 188598DEST_PATH_IMAGE152
为气网中允许接入P2G装置的节点，
Figure 58334DEST_PATH_IMAGE153
为1/0 变量，表示天然气系统中节点
Figure 760710DEST_PATH_IMAGE007
是否有连接P2G装置，
Figure 591263DEST_PATH_IMAGE154
为1/0变量，表示电力系统中节 点
Figure 771709DEST_PATH_IMAGE005
是否有连接P2G装置。
电-气功率转换约束：
Figure 902476DEST_PATH_IMAGE155
Figure 900388DEST_PATH_IMAGE156
其中，
Figure 218237DEST_PATH_IMAGE157
为电功率转气功率的转换效率和
Figure 202373DEST_PATH_IMAGE158
为气功率转电功率的转换效率。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如上述的电-气能源系统的灾后恢复方法。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电-气能源系统的灾后恢复方法，其特征在于，包括：
以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，所述电-气能源系统包括电力系统和天然气系统；
构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件；
根据所述目标函数和所述天然气约束条件、所述电力系统约束条件和所述电-气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；
对所述灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到所述电-气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。
2.如权利要求1所述的电-气能源系统的灾后恢复方法，其特征在于，所述以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，包括：
根据电气系统的失电负荷量、所述电气系统的负荷节点集合、所述天然气系统的失气负荷量和所述天然气系统的负荷节点集合，构建目标函数：
Figure 830453DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 576692DEST_PATH_IMAGE002
为电-气能源系统的总负荷损失；L为电力系统的负荷节点集合，K天然气系 统的负荷节点集合，
Figure 199959DEST_PATH_IMAGE003
为在
Figure 322636DEST_PATH_IMAGE004
时刻电力系统中节点
Figure 220185DEST_PATH_IMAGE005
的失电负荷量，
Figure 871746DEST_PATH_IMAGE006
为在
Figure 182641DEST_PATH_IMAGE004
时刻天 然气系统中节点
Figure 905747DEST_PATH_IMAGE007
的失气负荷量。
3.如权利要求1所述的电-气能源系统的灾后恢复方法，其特征在，所述天然气系统约束条件包括气源流量约束、天然气节点流量平衡约束、天然气管道流量约束、失气负荷约束和储气设施模型约束；
所述气源流量约束为：
Figure 720119DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 11423DEST_PATH_IMAGE009
为天然气从气源放出的流量；
Figure 544035DEST_PATH_IMAGE010
为天然气从气源所放出的上限流量；
Figure 742936DEST_PATH_IMAGE011
为天然气从气源所放出的下限流量；
所述天然气节点流量平衡约束：
Figure 474131DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 998654DEST_PATH_IMAGE013
为天然气管道
Figure 956245DEST_PATH_IMAGE007
的流量；
Figure 958836DEST_PATH_IMAGE014
为天然气管道上游的流量；
Figure 810118DEST_PATH_IMAGE015
为天然气 管道下游的流量；
Figure 505541DEST_PATH_IMAGE016
为天然气管道
Figure 481587DEST_PATH_IMAGE007
处对应节点
Figure 225553DEST_PATH_IMAGE007
的天然气负荷；
Figure 134603DEST_PATH_IMAGE017
为天然气管道
Figure 797665DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处输入的电转气功率；
Figure 792166DEST_PATH_IMAGE019
为天然气管道
Figure 74243DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处燃气轮机消耗的气功 率；
所述天然气管道流量约束包括含压缩机的天然气管道流量约束和不含压缩机的天然气管道流量约束；
假设天然气在管道
Figure 572220DEST_PATH_IMAGE007
中，从
Figure 343867DEST_PATH_IMAGE020
端流向
Figure 887981DEST_PATH_IMAGE021
端，所述含压缩机的天然气管道流量为：
Figure 36066DEST_PATH_IMAGE022
所述不含压缩机的天然气管道约束为：
Figure 591812DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 799939DEST_PATH_IMAGE024
为天然气管道
Figure 565770DEST_PATH_IMAGE020
端的压力；
Figure 986387DEST_PATH_IMAGE025
为天然气管道
Figure 724536DEST_PATH_IMAGE021
端的压力；
Figure 775669DEST_PATH_IMAGE026
为压缩机的压缩 比系数；
Figure 966478DEST_PATH_IMAGE027
为天然气管道
Figure 518682DEST_PATH_IMAGE007
的天然气最大流量；
Figure 111338DEST_PATH_IMAGE028
为天然气管道
Figure 395689DEST_PATH_IMAGE007
的二进制状态，由 0/1表示管道是/否损坏；
Figure 11478DEST_PATH_IMAGE029
为天然气流量和压力之间的关系；
所述失气负荷约束为：
Figure 39477DEST_PATH_IMAGE030
所述储气设施模型约束为：
Figure 569463DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 290295DEST_PATH_IMAGE032
为储气设施在
Figure 393380DEST_PATH_IMAGE033
时刻的剩余气量；
Figure 225070DEST_PATH_IMAGE034
为储气设施最大容量；
Figure 261159DEST_PATH_IMAGE035
为 管储气设施最小容量；
Figure 215208DEST_PATH_IMAGE036
为时刻
Figure 867906DEST_PATH_IMAGE033
的输入气流量；
Figure 175391DEST_PATH_IMAGE037
为时刻
Figure 597145DEST_PATH_IMAGE033
的输出流量；
Figure 722096DEST_PATH_IMAGE038
表示 单位时间。
4.如权利要求1所述的电-气能源系统的灾后恢复方法，其特征在，所述电力系统约束条件包括：电力系统功率平衡约束、线路潮流约束、电负荷损失约束、分布式发电设备约束和移动储能装置充放电约束；
所述电力系统功率平衡约束为：
Figure 330932DEST_PATH_IMAGE039
Figure 770003DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 983947DEST_PATH_IMAGE041
Figure 217482DEST_PATH_IMAGE042
其中，
Figure 641510DEST_PATH_IMAGE043
表示
Figure 353114DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 687144DEST_PATH_IMAGE044
流向节点
Figure 826001DEST_PATH_IMAGE045
的有功功率、
Figure 675008DEST_PATH_IMAGE046
表示
Figure 252620DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 503473DEST_PATH_IMAGE045
流向节 点
Figure 16494DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 87218DEST_PATH_IMAGE047
表示
Figure 406204DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 573880DEST_PATH_IMAGE044
的燃气轮机输出有功功率；
Figure 320119DEST_PATH_IMAGE048
为
Figure 815823DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储能 装置注入节点
Figure 938499DEST_PATH_IMAGE044
的有功功率；
Figure 960682DEST_PATH_IMAGE049
为
Figure 612243DEST_PATH_IMAGE033
时刻
Figure 923139DEST_PATH_IMAGE044
点的负荷有功功率大小；
Figure 521610DEST_PATH_IMAGE050
为电转气装置在
Figure 335983DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 751921DEST_PATH_IMAGE044
消耗配电系统有功功率大小；L为线路集合，
Figure 284533DEST_PATH_IMAGE051
表示
Figure 217854DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 89995DEST_PATH_IMAGE044
流向节点
Figure 614517DEST_PATH_IMAGE045
的无功功率、
Figure 434093DEST_PATH_IMAGE052
表示
Figure 702264DEST_PATH_IMAGE033
时刻从节点
Figure 428911DEST_PATH_IMAGE045
流向节点
Figure 858755DEST_PATH_IMAGE044
的无功功率；
Figure 100381DEST_PATH_IMAGE053
表示
Figure 968980DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分布式 发电设备在节点
Figure 612451DEST_PATH_IMAGE044
的输出无功功率；
Figure 416459DEST_PATH_IMAGE054
表示
Figure 145380DEST_PATH_IMAGE033
时刻表示分布式发电设备在节点
Figure 489774DEST_PATH_IMAGE044
的输出无 功功率；
Figure 315648DEST_PATH_IMAGE055
表示
Figure 87294DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 506774DEST_PATH_IMAGE044
的无功负荷；
所述线路潮流约束为：
Figure 654859DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 335239DEST_PATH_IMAGE057
表示线路的状态，由0/1表示线路是/否断开；
Figure 277787DEST_PATH_IMAGE058
为线路所能承受最大有 功功率，
Figure 715722DEST_PATH_IMAGE059
为线路所能承受最大无功功率；
所述电负荷损失约束为：
Figure 605181DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 77750DEST_PATH_IMAGE061
表示节点
Figure 519096DEST_PATH_IMAGE044
处功率因数；
所述分布式发电设备约束为：
Figure 709906DEST_PATH_IMAGE062
其中，
Figure 934214DEST_PATH_IMAGE063
为
Figure 464552DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 14482DEST_PATH_IMAGE005
分布式电源发出的有功功率，
Figure 489326DEST_PATH_IMAGE064
为
Figure 782904DEST_PATH_IMAGE004
时刻节点
Figure 167749DEST_PATH_IMAGE005
分布式电 源发出的无功功率；
Figure 888580DEST_PATH_IMAGE065
为其出力上限；
Figure 788403DEST_PATH_IMAGE066
为
Figure 682410DEST_PATH_IMAGE067
时刻功率因数；
Figure 984078DEST_PATH_IMAGE068
和
Figure 813494DEST_PATH_IMAGE069
分 别为其下限和上限；对于纯有功电源，有
Figure 200613DEST_PATH_IMAGE070
=
Figure 898310DEST_PATH_IMAGE071
=1；对于恒功率因数电源，有
Figure 54485DEST_PATH_IMAGE072
=
Figure 117119DEST_PATH_IMAGE073
=
Figure 929217DEST_PATH_IMAGE074
；对于变功率因数电源，功率因数在
Figure 102710DEST_PATH_IMAGE075
之间连续变 化；
所述移动储能装置充放电约束为：
Figure 438358DEST_PATH_IMAGE076
Figure 671893DEST_PATH_IMAGE077
Figure 971287DEST_PATH_IMAGE078
Figure 682891DEST_PATH_IMAGE079
Figure 79237DEST_PATH_IMAGE080
Figure 545991DEST_PATH_IMAGE081
其中，
Figure 129419DEST_PATH_IMAGE082
表示配电网中存在充电站的节点集合，
Figure 847976DEST_PATH_IMAGE083
表示移动储能装置的数量集；
Figure 833250DEST_PATH_IMAGE084
表示移动储能装置
Figure 408588DEST_PATH_IMAGE018
的最大充电/放电功率；
Figure 541629DEST_PATH_IMAGE085
表示移动储能装 置
Figure 860615DEST_PATH_IMAGE018
在
Figure 903657DEST_PATH_IMAGE033
时刻的充电/放电功率；
Figure 649896DEST_PATH_IMAGE086
均为二进制变量，若移动储能装置
Figure 535812DEST_PATH_IMAGE018
在时刻
Figure 127331DEST_PATH_IMAGE033
正在充 电/放电，则为1，否则为0；
Figure 352776DEST_PATH_IMAGE087
为1/0变量，表示
Figure 207599DEST_PATH_IMAGE033
时刻移动储能装置
Figure 252916DEST_PATH_IMAGE018
是/否连接到电力系 统节点
Figure 976021DEST_PATH_IMAGE044
上；
所述移动储能装置存在时空移动约束：
Figure 55973DEST_PATH_IMAGE088
Figure 878435DEST_PATH_IMAGE089
Figure 348731DEST_PATH_IMAGE090
Figure 813210DEST_PATH_IMAGE091
其中，
Figure 809985DEST_PATH_IMAGE092
表示允许连接到充电站节点
Figure 68928DEST_PATH_IMAGE005
的移动储能装置数量，
Figure 26520DEST_PATH_IMAGE093
表示移动储能装置
Figure 294690DEST_PATH_IMAGE018
从节点
Figure 818075DEST_PATH_IMAGE005
移动到节点
Figure 310236DEST_PATH_IMAGE094
的旅行时间。
5.如权利要求1所述的电-气能源系统的灾后恢复方法，其特征在，所述电-气系统耦合约束条件包括：燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束；
所述燃气轮机约束：
Figure 817441DEST_PATH_IMAGE095
其中，
Figure 561406DEST_PATH_IMAGE096
和
Figure 204877DEST_PATH_IMAGE097
分别为节点
Figure 133519DEST_PATH_IMAGE044
允许接入的燃气轮机的最大有功功率和最大无 功功率；
Figure 596861DEST_PATH_IMAGE098
是1/0变量表示
Figure 206834DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 642495DEST_PATH_IMAGE044
是/否接入燃气轮机；
Figure 679721DEST_PATH_IMAGE099
为能源系统中的燃气轮机 集合；
所述电转气设备约束为：
Figure 961185DEST_PATH_IMAGE100
其中，
Figure 109270DEST_PATH_IMAGE101
为天然气系统节点
Figure 665016DEST_PATH_IMAGE018
允许接入的电转气装置最大功率，
Figure 607564DEST_PATH_IMAGE102
为P2G装置 向天然气系统节点
Figure 311078DEST_PATH_IMAGE018
输入的气功率，
Figure 325170DEST_PATH_IMAGE103
为能源系统中的P2G装置集合，
Figure 797740DEST_PATH_IMAGE104
为气网中允 许接入P2G装置的节点，
Figure 114452DEST_PATH_IMAGE105
为1/0变量，表示天然气系统中节点
Figure 39682DEST_PATH_IMAGE007
是否有连接P2G装置，
Figure 529570DEST_PATH_IMAGE106
为1/0变量，表示电力系统中节点
Figure 184542DEST_PATH_IMAGE005
是否有连接P2G装置；
所述电-气功率转换约束：
Figure 468893DEST_PATH_IMAGE107
其中，
Figure 84682DEST_PATH_IMAGE108
为电功率转气功率的转换效率和
Figure 378260DEST_PATH_IMAGE109
为气功率转电功率的转换效率。
6.一种电-气能源系统的灾后恢复装置，其特征在于，包括：
目标函数构建模块，用于以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，所述电-气能源系统包括电力系统和天然气系统；
约束条件构建模块，用于构建天然气系统约束条件、电力系统约束条件和电-气系统耦合约束条件；
数学模型构建模块，用于根据所述目标函数和所述天然气约束条件、所述电力系统约束条件和所述电-气系统耦合约束条件构建灾后恢复数学模型；
数学模型仿真分析模块，用于对所述灾后恢复数学模型进行非线性约束线性化，并对非线性约束线性化后的数学模型进行仿真分析，得到所述电-气能源系统在灾后预设时间段内的负荷损失最小的优化调度策略。
7.如权利要求6所述的电-气能源系统的灾后恢复装置，所述以电-气能源系统运行的失负荷最小为优化调度目标建立目标函数，包括：
根据电气系统的失电负荷量、所述电气系统的负荷节点集合、所述天然气系统的失气负荷量和所述天然气系统的负荷节点集合，构建目标函数：
Figure 887739DEST_PATH_IMAGE110
其中，
Figure 342991DEST_PATH_IMAGE111
为电-气能源系统的总负荷损失；L为电力系统的负荷节点集合，K天然气系 统的负荷节点集合，
Figure 242814DEST_PATH_IMAGE112
为在
Figure 12187DEST_PATH_IMAGE004
时刻电力系统中节点
Figure 579434DEST_PATH_IMAGE005
的失电负荷量，
Figure 533484DEST_PATH_IMAGE113
为在
Figure 920603DEST_PATH_IMAGE004
时刻天然 气系统中节点
Figure 290404DEST_PATH_IMAGE007
的失气负荷量。
8.如权利要求6所述的电-气能源系统的灾后恢复装置，其特征在，所述天然气系统约束条件包括气源流量约束、天然气节点流量平衡约束、天然气管道流量约束、失气负荷约束和储气设施模型约束；
所述气源流量约束为：
Figure 649841DEST_PATH_IMAGE114
其中，
Figure 712475DEST_PATH_IMAGE115
为天然气从气源放出的流量；
Figure 649207DEST_PATH_IMAGE116
为天然气从气源所放出的上限流 量；
Figure 822700DEST_PATH_IMAGE117
为天然气从气源所放出的下限流量；
所述天然气节点流量平衡约束：
Figure 36643DEST_PATH_IMAGE118
其中，
Figure 270178DEST_PATH_IMAGE119
为天然气管道
Figure 366310DEST_PATH_IMAGE007
的流量；
Figure 405811DEST_PATH_IMAGE120
为天然气管道上游的流量；
Figure 536578DEST_PATH_IMAGE121
为天然气管 道下游的流量；
Figure 878697DEST_PATH_IMAGE122
为天然气管道
Figure 727705DEST_PATH_IMAGE007
处对应节点
Figure 243000DEST_PATH_IMAGE007
的天然气负荷；
Figure 290590DEST_PATH_IMAGE123
为天然气管道
Figure 865928DEST_PATH_IMAGE018
对 应节点处输入的电转气功率；
Figure 139914DEST_PATH_IMAGE124
为天然气管道
Figure 458900DEST_PATH_IMAGE018
对应节点处燃气轮机消耗的气功率；
所述天然气管道流量约束包括含压缩机的天然气管道流量约束和不含压缩机的天然气管道流量约束；
假设天然气在管道
Figure 623647DEST_PATH_IMAGE007
中，从
Figure 369886DEST_PATH_IMAGE020
端流向
Figure 927906DEST_PATH_IMAGE021
端，所述含压缩机的天然气管道流量为：
Figure 722687DEST_PATH_IMAGE125
所述不含压缩机的天然气管道约束为：
Figure 682553DEST_PATH_IMAGE126
其中，
Figure 927589DEST_PATH_IMAGE127
为天然气管道
Figure 972905DEST_PATH_IMAGE020
端的压力；
Figure 571377DEST_PATH_IMAGE128
为天然气管道
Figure 385749DEST_PATH_IMAGE021
端的压力；
Figure 473791DEST_PATH_IMAGE129
为压缩机的压 缩比系数；
Figure 68720DEST_PATH_IMAGE130
为天然气管道
Figure 533200DEST_PATH_IMAGE007
的天然气最大流量；
Figure 405341DEST_PATH_IMAGE131
为天然气管道
Figure 664284DEST_PATH_IMAGE007
的二进制状 态，由0/1表示管道是/否损坏；
Figure 746509DEST_PATH_IMAGE132
为天然气流量和压力之间的关系；
所述失气负荷约束为：
Figure 483521DEST_PATH_IMAGE133
所述储气设施模型约束为：
Figure 272486DEST_PATH_IMAGE134
Figure 905592DEST_PATH_IMAGE135
Figure 412797DEST_PATH_IMAGE136
Figure 15817DEST_PATH_IMAGE137
其中，
Figure 924867DEST_PATH_IMAGE138
为储气设施在
Figure 260033DEST_PATH_IMAGE033
时刻的剩余气量；
Figure 192217DEST_PATH_IMAGE139
为储气设施最大容量；
Figure 536611DEST_PATH_IMAGE140
为管储气设施最小容量；
Figure 362484DEST_PATH_IMAGE141
为时刻
Figure 399711DEST_PATH_IMAGE033
的输入气流量；
Figure 553611DEST_PATH_IMAGE142
为时刻
Figure 701696DEST_PATH_IMAGE033
的输出流量；
Figure 54180DEST_PATH_IMAGE038
表示单位时间。
9.如权利要求6所述的电-气能源系统的灾后恢复装置，其特征在，所述电-气系统耦合约束条件包括：燃气轮机约束、电转气设备约束和电-气功率转换约束；
所述燃气轮机约束：
Figure 324624DEST_PATH_IMAGE143
其中，
Figure 28138DEST_PATH_IMAGE144
和
Figure 652017DEST_PATH_IMAGE145
分别为节点
Figure 390166DEST_PATH_IMAGE044
允许接入的燃气轮机的最大有功功率和最大无 功功率；
Figure 503616DEST_PATH_IMAGE146
是1/0变量表示
Figure 756743DEST_PATH_IMAGE033
时刻节点
Figure 246630DEST_PATH_IMAGE044
是/否接入燃气轮机；
Figure 511389DEST_PATH_IMAGE147
为能源系统中的燃气 轮机集合；
所述电转气设备约束为：
Figure 61319DEST_PATH_IMAGE148
其中，
Figure 804672DEST_PATH_IMAGE149
为天然气系统 节点
Figure 98250DEST_PATH_IMAGE018
允许接入的电转气装置最大功率，
Figure 279832DEST_PATH_IMAGE150
为P2G装置向天然气系统节点
Figure 672768DEST_PATH_IMAGE018
输入的气 功率，
Figure 838170DEST_PATH_IMAGE151
为能源系统中的P2G装置集合，
Figure 732176DEST_PATH_IMAGE152
为气网中允许接入P2G装置的节点，
Figure 299424DEST_PATH_IMAGE153
为1/0变量，表示天然气系统中节点
Figure 863260DEST_PATH_IMAGE007
是否有连接P2G装置，
Figure 250379DEST_PATH_IMAGE154
为1/0变量，表示电 力系统中节点
Figure 885760DEST_PATH_IMAGE005
是否有连接P2G装置；
所述电-气功率转换约束：
Figure 104252DEST_PATH_IMAGE155
Figure 166886DEST_PATH_IMAGE156
其中，
Figure 978984DEST_PATH_IMAGE157
为电功率转气功率的转换效率和
Figure 418056DEST_PATH_IMAGE158
为气功率转电功率的转换效率。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求 1 至5 中任意一项所述的电-气能源系统的灾后恢复方法。
CN202211283409.XA 2022-10-20 2022-10-20 一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质 Active CN115345391B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211283409.XA CN115345391B (zh) 2022-10-20 2022-10-20 一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211283409.XA CN115345391B (zh) 2022-10-20 2022-10-20 一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115345391A true CN115345391A (zh) 2022-11-15
CN115345391B CN115345391B (zh) 2023-02-10

Family

ID=83957125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211283409.XA Active CN115345391B (zh) 2022-10-20 2022-10-20 一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115345391B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115982916A (zh) * 2023-03-20 2023-04-18 山东理工大学 基于综合能源系统静态安全评估的燃气轮机接入方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110263435A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 燕山大学 基于电-气耦合综合能源系统的双层优化故障恢复方法
CN110417062A (zh) * 2019-07-31 2019-11-05 广东电网有限责任公司 一种电气综合能源系统优化调度方法
CN111222721A (zh) * 2020-03-25 2020-06-02 广东电网有限责任公司广州供电局 一种提升电力系统恢复力的电-气网扩展规划方法
CN111555280A (zh) * 2020-05-29 2020-08-18 山东大学 基于电-气综合能源系统的弹性配电网灾后恢复控制方法
CN112332412A (zh) * 2020-10-26 2021-02-05 三峡大学 一种含p2g弃风启停的电-气互联综合能源系统优化调度方法
CN112636373A (zh) * 2020-12-23 2021-04-09 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 一种电气热综合能源系统优化调度方法
CN112688285A (zh) * 2020-12-18 2021-04-20 天津大学 配电网中操作人员优化调度的故障隔离与负荷恢复方法
CN112884245A (zh) * 2021-03-22 2021-06-01 国网电力科学研究院有限公司 两阶段配电网灾后抢修调度及负荷恢复协同优化方法及系统
CN113312761A (zh) * 2021-05-17 2021-08-27 广东电网有限责任公司广州供电局 一种配电网韧性的提升方法及系统
CN113792969A (zh) * 2021-08-10 2021-12-14 西安理工大学 考虑气网动态特性和电转气综合能源系统优化调度方法
CN113890023A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 西安交通大学 一种综合能源微网分布式经济调度优化方法及系统
CN114065536A (zh) * 2021-11-22 2022-02-18 国网上海市电力公司 一种电-气互联系统分层协同恢复模型建模方法
CN114154340A (zh) * 2021-12-07 2022-03-08 国网四川省电力公司经济技术研究院 一种电气综合能源系统恢复力的优化方法及系统
CN115099567A (zh) * 2022-05-19 2022-09-23 国网福建省电力有限公司经济技术研究院 一种电气互联综合能源系统优化调度方法及终端

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110263435A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 燕山大学 基于电-气耦合综合能源系统的双层优化故障恢复方法
CN110417062A (zh) * 2019-07-31 2019-11-05 广东电网有限责任公司 一种电气综合能源系统优化调度方法
CN111222721A (zh) * 2020-03-25 2020-06-02 广东电网有限责任公司广州供电局 一种提升电力系统恢复力的电-气网扩展规划方法
CN111555280A (zh) * 2020-05-29 2020-08-18 山东大学 基于电-气综合能源系统的弹性配电网灾后恢复控制方法
CN112332412A (zh) * 2020-10-26 2021-02-05 三峡大学 一种含p2g弃风启停的电-气互联综合能源系统优化调度方法
CN112688285A (zh) * 2020-12-18 2021-04-20 天津大学 配电网中操作人员优化调度的故障隔离与负荷恢复方法
CN112636373A (zh) * 2020-12-23 2021-04-09 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 一种电气热综合能源系统优化调度方法
CN112884245A (zh) * 2021-03-22 2021-06-01 国网电力科学研究院有限公司 两阶段配电网灾后抢修调度及负荷恢复协同优化方法及系统
CN113312761A (zh) * 2021-05-17 2021-08-27 广东电网有限责任公司广州供电局 一种配电网韧性的提升方法及系统
CN113792969A (zh) * 2021-08-10 2021-12-14 西安理工大学 考虑气网动态特性和电转气综合能源系统优化调度方法
CN113890023A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 西安交通大学 一种综合能源微网分布式经济调度优化方法及系统
CN114065536A (zh) * 2021-11-22 2022-02-18 国网上海市电力公司 一种电-气互联系统分层协同恢复模型建模方法
CN114154340A (zh) * 2021-12-07 2022-03-08 国网四川省电力公司经济技术研究院 一种电气综合能源系统恢复力的优化方法及系统
CN115099567A (zh) * 2022-05-19 2022-09-23 国网福建省电力有限公司经济技术研究院 一种电气互联综合能源系统优化调度方法及终端

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
谈竹奎 等: "含电转气的电-气互联系统多目标优化调度", 《电力建设》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115982916A (zh) * 2023-03-20 2023-04-18 山东理工大学 基于综合能源系统静态安全评估的燃气轮机接入方法
CN115982916B (zh) * 2023-03-20 2023-07-18 山东理工大学 基于综合能源系统静态安全评估的燃气轮机接入方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115345391B (zh) 2023-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111444593B (zh) 一种电-气综合能源系统元件脆弱性改善方法
CN111555280B (zh) 基于电-气综合能源系统的弹性配电网灾后恢复控制方法
Guo et al. Application research on large-scale battery energy storage system under Global Energy Interconnection framework
CN110009244B (zh) 一种考虑抗灾恢复的区域综合能源系统优化调度方法
CN115345391B (zh) 一种电-气能源系统的灾后恢复方法、装置及存储介质
CN108960479A (zh) 一种电-气集成能源系统随机优化的方法
CN101814768A (zh) 一种基于燃料电池的备用电源系统
CN109583141B (zh) 一种计及电转气耦合的电-气互联系统机组组合线性模型及系统
CN113742917B (zh) 一种考虑多阶段恢复过程的综合能源系统韧性提升方法
CN113131468B (zh) 一种考虑用户停电损失的多目标配电网供电恢复方法
CN111030110A (zh) 一种考虑电转气消纳风电的电力-天然气耦合系统鲁棒协同调度方法
CN112398122B (zh) 一种极寒灾害下热电耦合系统应急恢复方法
CN201821261U (zh) 一种基于燃料电池的备用电源系统
CN109919462A (zh) 一种电-气混合系统安全约束最优能量流计算方法
CN203734372U (zh) 一种燃料电池备用供电系统
CN113657619A (zh) 考虑故障连锁的关键弹性提升元件辨识及故障恢复方法
Peng et al. Research of Multi-objective optimal dispatching for microgrid based on improved Genetic Algorithm
CN115511274B (zh) 一种配电网与氢能系统的联合规划方法
CN115377968A (zh) 一种考虑可再生能源出力波动的新型配电网顺序恢复优化方法
CN111555282B (zh) 弹性配电网灾后紧急响应运行控制系统及方法
CN115293518A (zh) 一种计及灵活爬坡的气-电耦合综合能源系统低碳经济调度方法
CN114118803A (zh) 一种多区域综合能源系统集成与协同优化方法及装置
CN112541242A (zh) 一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法
Ming et al. Optimization strategy of hybrid AC-DC power supply for regional integrated energy system
CN116362478B (zh) 考虑综合能源枢纽灵活性的电-气耦合系统风险调度方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant