一种能源互联网热力网络潮流计算方法与流程

文档序号:20875536发布日期:2020-05-26 16:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种热力网络潮流计算方法,其特征在于,用热力节点的供水温度、回水温度、供水压力、回水压力作为热力网络状态量,用节点净注入流量为零、节点的注入能量为零作为基础模型,建立热力网络潮流节点潮流模型和热力潮流方程,所述方程以节点为计算基本单元,形成热力网络潮流计算模型,并进行潮流计算。

2.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述潮流计算方法包括如下步骤:

s1:选取热力网络状态变量,建立状态方程,

其中状态变量为:x=[hr1,hs1,tr1,ts1,...,hri,hsi,tri,tsi,...,hrn,hsn,trn,tsn]t

状态方程为:f(x)=[δmr1,δms1,δmtr1,δmts1,....,δmri,δmsi,δmtri,δmtsi,...,δmrn,δmsn,δmtrn,δmtsn]t=0

式中i=1,2,...,n,n为网络节点数,hri为节点i的回水压力,hsi为节点i的供水压力,tri为节点i的回水温度,tsi为节点i的供水温度;δmri和δmsi分别为节点的回水、供水净流量,δmtri表示为节点j的回水回路注入能量和,δmtri表示为节点j的回水回路注入能量和;

s2:初始化状态变量hri、hsi、tri、tsi;

s3:计算热力网络各节点压力和温度残差δmri、δmsi、δmtri、δmtsi;

s4:测试步骤s3中计算得到的δmri、δmsi、δmtri、δmtsi标幺值的绝对值是否达到收敛标准ε,若是,则判为收敛,输出热力潮流状态变量值,若否,则转步骤s5;

s5:计算计算状态方程f例对状态变量x的雅可比矩阵j,其中

s6:求解雅克比矩阵方程,计算修正向量,并进一步对状态变量进行迭代修正,直到结果收敛,从而得到热力潮流状态变量值。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述状态方程包括节点流量平衡方程、回水节点混合温度平衡方程和供水节点混合温度平衡方程。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述节点流量平衡方程包括:

式中:δmri和δmsi分别为节点i的回水、供水净流量,hrj为节点j的回水压力,hri为节点i的回水压力,hsi为节点i的供水压力,hsj为节点j的供水压力;sij为流向标志参数:当hsi>hsj则sij>0,反之,sij<0;kij为热力网络管线的阻力系数;φgi为机组的热功率,φli为负荷的功率;tsi0为机组供水温度,toi0为热负荷出口温度;tri为节点i的回水温度,tsi为节点i的供水温度,cp为水的比热容。

5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述回水节点温度平衡方程为:

其中δmtri表示节点i的回水回路注入能量和,hrj为节点j的回水压力,hri为节点i的回水压力;kij为热力网络管线的阻力系数;φgi为机组的热功率,φli为负荷的功率;tsi0为机组供水温度,toi0为热负荷出口温度;tri为节点i的回水温度,trj为节点j的回水温度,tsi为节点i的供水温度,cp为水的比热容;λ为管道的热传导系数,l为管道的长度,ta为环境温度。

6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述供水节点混合温度平衡方程为:

式中δmtsi为节点i的供水回路注入能量和;hsi为节点i的供水压力,hsj为节点j的供水压力;kij为热力网络管线的阻力系数;φgi为机组的热功率,φli为负荷的功率;tsi0为机组供水温度,toi0为热负荷出口温度;tri为节点i的回水温度,tsi为节点i的供水温度,tsj为节点j的供水温度,cp为水的比热容;λ为管道的热传导系数,l为管道的长度,ta为环境温度。

7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤s2中,节点i状态量状态变量为:hri、hsi、trr、tsi,初值选取如下:

hsi=hni(1-rand(1.0))

hri=0.8*hni(1+rand(1.0))

tri、tri取管道的基准温度;

式中,i=1,2,...,n,n为网络节点数,hri为节点i的回水压力,hsi为节点i的供水压力,tri为节点i的回水温度,tsi为节点i的供水温度,hni为节点i的基准压力,rand(1.0)为小于一的随机数。

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤s3中,各节点的压力和温度残差计算方法如下:

式中,hrj为节点j的回水压力,hri为节点i的回水压力,hsi为节点i的供水压力,hsj为节点j的供水压力;sij为流向标志参数:当hsi>hsj则sij>0,反之,sij<0;kij为热力网络管线的阻力系数;φgi为机组的热功率,φli为负荷的功率;tsi0为机组供水温度,toi0为热负荷出口温度,为已知量测;tri为节点i的回水温度,tsi为节点i的供水温度,tsj为节点j的供水温度,cp为水的比热容;λ为管道的热传导系数,l为管道的长度,ta为环境温度。

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述步骤s5中,雅克比矩阵j表示为:

10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述步骤s6包括:

s61:求解雅克比矩阵方程:

s62:计算修正向量:

s63:对状态变量进行一步迭代修正:

hsi(k+1)=hsi(k)+△hsi(k)

hri(k+1)=hri(k)+δhri(k)

tsi(k+1)=tsi(k)+δtsi(k)

tri(k+1)=tri(k)+δtri(k)

式中(k)表示迭代次数。


技术总结
本发明提出一种能源互联网潮流计算的热力网络节点模型及其计算方法,通过建立热力网络潮流节点模型,用热力节点的供水温度、回水温度、供水压力、回水压力作为网络状态量,用节点净注入流量为零、节点的注入能量和为零作为基础模型,实现热力潮流计算。与现有技术相比,减少了计算最小热力网路回路环节、不采用流量作为状态量,方便与电网的节点模型组合,采用牛顿法等常规一体化潮流算法,收敛性好,编码容易,提高了潮流计算效率。

技术研发人员:齐文斌;平原;谭志海;乔真;袁洁;高卓
受保护的技术使用者:北京四方继保工程技术有限公司;北京四方继保自动化股份有限公司
技术研发日:2020.01.17
技术公布日:2020.05.26
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