【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，屬于綜合能源系統研究領域。
技術介紹
1、在“雙碳”目標下，含可再生能源的區域綜合能源系統具有多能互補、綠色清潔、無污染等優點，受到廣泛的關注和重視。由于ries涵蓋供電、供熱、供氣等多種能源形式的能源系統，同時存在可再生能源間歇性出力、負荷波動等不確定性因素，因此對ries的建模以及能量流計算提出了更高的要求。
2、對于電力系統而言，計算概率潮流的方法主要分為三類：模擬法、近似法、解析法。模擬法中蒙特卡洛模擬(monte?carlo?simulation,mcs)原理簡單，易于實現，在對大規模的樣本進行運算后，計算結果精確，用于檢驗潮流計算準確性。近似法中具有代表性的點估計法(point?estimate?method,pem)利用輸入隨機變量的概率分布逼近待求輸出隨機變量的數字特征。以半不變量法為代表的解析法在輸入變量的各階半不變量基礎上，通過運算得到輸出變量的半不變量，從而獲得輸出變量的概率分布。除上述方法外，近年來隨機響應面法也逐漸受到關注。隨機響應面法通過建立輸入隨機變量與輸出變量之間的函數關系模型，利用較少的樣本點來逼近系統的概率分布特性。相比傳統的mcs，srsm大幅減少了計算量，同時能夠較好地保持計算精度。
3、ries存在負荷波動及可再生能源出力不確定的因素，對系統概率能量流的影響不可忽略。因此，當計算ries的概率能量流時需對不確定性因素進行分析。陳勝等將概率潮流的概念推廣到了電-氣混聯ies中，并提
4、ries中隨機波動的風光出力作為系統隨機變量，不僅具有不確定性的特點，在實際系統中的光伏、風力發電也具有相關性，且這種相關性會對系統的能量流特性有影響。黎晨陽等考慮了電力系統負荷與天然氣系統負荷相關性對于電-氣ies的影響；唐建清等考慮了電力系統負荷與熱力系統負荷相關性對于電-熱互聯ies的影響；楊家豪計及冷、熱、電、氣負荷以及光伏的相關性對區域ies狀態變量影響；邱宜彬等分析了不同地區風電場風速相關性對電-氣-熱ies影響；x.zhu等提出了一種考慮各種風速之間相關性的電力系統概率潮流分析模型，通過歷史學習樣本將關聯向量機引入風速的相關建模；y.xie等基于nataf逆變換和p-box模型，提出了一種考慮注入功率相關性的基于仿射算法的區間點估計方法，該方法考慮了不確定的相關系數。考慮同系統風光出力間還具有一定程度的相關性，若忽略風電、光伏間的相關性對電-氣-熱ries概率能量流進行研究，會對電-氣-熱ries運行穩定造成影響。
5、鑒于此，專利技術首先建立了電力系統、熱力系統、天然氣系統穩態能量流模型，并利用燃氣機組、熱電聯產機組、電轉氣設備實現了電力系統、熱力系統、天然氣系統耦合；其次，針對光伏出力、風電出力、負荷等隨機變量進行分析，建立了含有光伏和風電的電-氣-熱ries概率能量流模型；再次，考慮同一地區光伏出力與風電出力間的相關性對系統狀態變量的影響，提出采用garlerkin投影法優化隨機響應面法(g-srsm)來求解電-氣-熱ries概率能量流；最后，在算例中通過將g-srsm與其它方法對比求解含光伏、風電的電-氣-熱ries能量流計算模型，分析了光伏出力與風電出力相關性的變化對系統運行的影響，驗證了所提模型的有效性和適用性，同時證明g-srsm在求解含光伏、風電的電-氣-熱ries能量流計算模型時具有較高的準確性和快速性。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，以用于綜合能源系統的概率能量流計算，提升計算效率與精度以保障ries的運行規劃、優化調度。
2、本專利技術的技術方案是：一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，所述方法的具體步驟如下：
3、step1、建立電力系統、熱力系統、天然氣系統穩態能量流模型；
4、step2、考慮同一地區光伏出力與風電出力間的相關性對系統狀態變量的影響，采用nataf變換對輸入變量進行標準化處理；
5、step3、采用garlerkin投影法優化隨機響應面法來求解電-氣-熱ries概率能量流。
6、作為本專利技術的進一步方案，所述step1的具體步驟是：
7、step1.1、構建熱力系統穩態能量流模型；
8、step1.1.1、構建水力模型；
9、水力過程是指熱水管網中熱水從熱源側流至熱用戶側的過程，該過程滿足流量平衡方程以及回路壓力平衡方程，如式(1)-(3)式所示。
10、ah?m＝mh(1)
11、bhf＝0(2)
12、hf＝km|m|(3)
13、式中：ah為供熱網絡節點-支路關聯矩陣；m為供熱網絡管道流量；mh為注入節點的流量列向量；b為供熱網絡回路-支路關聯矩陣；hf為由水流過管道摩擦造成的壓頭損失；k為供熱網絡管道阻力系數。
14、step1.1.2、構建熱力模型；
15、熱力模型的熱量方程、管道溫降方程和節點混合溫度方程如式(4)-(6)式所示。
16、φ＝cpmh(ts-to)(4)
17、
18、∑(mintin)＝(∑(mout)tout????(6)
19、式中：φ為熱力系統各節點熱功率；cp為水的比熱容；ts為供熱溫度；to為輸出溫度；tstart和tend分別為管道首端溫度和末端溫度；ta為環境溫度；λ為管道單位長度傳熱系數；l為供熱網絡管道長度；min和mout為注入節點和流出節點的熱水流量；tin和tout分別為注入節點和流出節點的熱水溫度。
20、step1.2、構建天然氣系統穩態能量流模型；
21、對電-氣-熱ries概率能量流進行計算時，需建立天然氣系統管道模型，分析天然氣系統的潮流情況。其中，管道流量方程如式(7)-式(8)所示。
22、
23、
24、式中：gij為穩態條件下管道ij的流量；kij為管道參數；sij表示管道中天然氣的流動方向；pi和pj分別為節點i和節點j的壓力。
25、天然氣網絡需要滿足流量連續性方程，即
26、agg＝gg(9)
27、式中：ag為天然氣網絡的節本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，其特征在于：所述方法的具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，其特征在于：所述Step1的具體步驟是：
3.根據權利要求1所述的一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，其特征在于：所述Step2中，包括采用Nataf變換對輸入變量做標準化處理，將輸入隨機變量映射為標準正態分布；
4.根據權利要求1所述的一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，其特征在于：所述Step3的具體步驟是：
【技術特征摘要】
1.一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，其特征在于：所述方法的具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種基于改進隨機響應面法的電-氣-熱區域綜合能源系統概率能量流計算方法，其特征在于：所述step1的具體步驟是：
3.根據權利要求1所述的一種基于改進隨機...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈賦，張宇濤，曹旸，翟蘇巍，戴翔，盧錦濤，王文浩，喜軍，王升星，徐應發，單節杉，付玉，張微，劉思蕊，王哲，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：
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