电-气混合系统安全约束最优能量流的分布式计算

发布时间：2024-02-27 06:25

　　考虑了电力系统和天然气系统之间存在燃气发电机和电机驱动压缩机的耦合,建立了电-气混合系统安全约束最优能量流计算模型。模型以混合系统的总运行成本,即燃煤发电机组发电消耗燃煤的成本和天然气网从气源消耗天然气的成本之和为目标函数,同时考虑了电力系统和天然气系统中多个N-1故障的安全约束。首先,通过计及电力系统和天然气系统间交易的影响,对原优化模型的目标函数进行分离,并采用一阶泰勒级数展开,分别实现了对燃气发电机和电机驱动压缩机的耦合特性方程的线性化,使得可采用同步型交替方向乘子法(ADMM)对安全约束最优能量流计算模型进行分布式求解;然后采用GAMS软件中的CONOPT求解器分别对电力系统和天然气系统的最优能量流进行求解;最后以修改的IEEE39节点电力系统与比利时20节点天然气系统构成的电-气混合系统为例,对所提出的模型和求解算法的正确性和有效性进行了验证,计算结果表明所提出的模型和求解算法正确有效。

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【部分图文】：

图1电-气混合系统的分区图

在进行分布式计算之前,首先需将IPGES分解成电力系统和天然气系统两个子系统,才能分别构建电力和天然气决策主体的优化模型。在电网侧,边界变量包括节点i上燃气发电机有功出力PG,i和节点j上天然气网压缩机消耗的有功负荷PD,j;在天然气网侧,边界变量包括节点i燃气发电机的然气耗量w....

图2基于ADMM的能量流分布式计算的流程图

图2是基于同步型ADMM算法求解IPGES安全约束OEF的分布式算法的流程图,从图中可以看出同步型ADMM算法是完全分布式并行迭代的算法,迭代过程中只需要相邻区域间进行边界变量信息的交换,降低了对数据传输硬件的要求,同时保留了各区域内部数据的隐私性。3算例分析

图3IEEE-39节点电力系统和比利时20节点高压天然气系统

采用由修改的IEEE-39节点电力系统和比利时20节点高压天然气系统组成的IPGES,将IEEE-39节点电力系统的32和39号发电机修改为燃气发电机,分别接入比利时20节点天然气系统中的节点18与节点3,气网中的两个加压站为电机驱动,分别接在IEEE-39节点电力系统的节....

图4电网线路25-26停运时各节点的电压幅值

由上述结果可以看出,当考虑IPGES中电网或气网内的多个N-1故障的安全约束时,电网机组出力和气网气源出力较基态时均会有所调整,这是由于基态的优化运行策略无法维持N-1故障下的安全运行,故系统在考虑N-1安全约束后对优化运行策略进行了调整。为了说明,可将基态优化结果代入到电....

本文编号：3912502