綜合能源系統(tǒng)基礎(chǔ)

2024-9-25綜合能源建模綜合能源建?；A(chǔ)功能與算法基礎(chǔ)功能與算法典型場景典型場景綜合能源系統(tǒng)決策支持用電信息系統(tǒng)用戶特性分析網(wǎng)上營業(yè)預(yù)測系統(tǒng)決策支持用電信息系統(tǒng)用戶特性分析網(wǎng)上營業(yè)預(yù)測系統(tǒng)能量管理能量管理系統(tǒng)建模多能流優(yōu)多能流優(yōu)化調(diào)控安全評估與預(yù)警多能流穩(wěn)態(tài)計算二級站能源調(diào)度峰值分析多能表計能源結(jié)算能效管理經(jīng)濟運行智能管網(wǎng)系統(tǒng)控制策略管理運行管理安全保護智慧用能二級站能源調(diào)度峰值分析多能表計能源結(jié)算能效管理經(jīng)濟運行智能管網(wǎng)系統(tǒng)控制策略管理運行管理安全保護智慧用能電力專網(wǎng)接入光纖接入wifi3G/4G公網(wǎng)能源生產(chǎn)電動汽車分布式能源微網(wǎng)輸配電網(wǎng)能源消費能源生產(chǎn)電動汽車分布式能源微網(wǎng)輸配電網(wǎng)能源消費平臺綜合能源建模綜合能源建?；A(chǔ)功能與算法基礎(chǔ)功能與算法公司概括公司概括電能相關(guān)設(shè)備的建模熱力模型非電能相關(guān)設(shè)備的建模熱力模型新能源新能源模型一體化間隔（Bay）間隔（Bay） 新模型繼承模型描述對象HeatPlantPowerSystemResource熱電廠HeatstationSubstation加熱站RelaypumpPrimeMoverHeatLineAclinesegment熱網(wǎng)管valveBreakerConnectivityNodeConnectivityNode連接點TerminalterminalthermalLoadEnergyConsumer熱負(fù)荷新模型繼承模型描述對象GastankPowerSystemResource燃?xì)夤轌asstationSubstation燃?xì)庹緍egulatordevice調(diào)壓裝置GasLineAclinesegment燃?xì)夤躹alveBreakerConnectiveNodeConnectiveNode連接點terminalterminal新模型繼承模型描述對象WaterPlantPowerSystemResourceWaterstationSubstation加壓站RelaypumpPrimeMoverWaterTankWaterLineAclinesegment水網(wǎng)管valveBreakerConnectiveNodeConnectiveNode連接點Terminalterminal綜合能源建模綜合能源建模基礎(chǔ)功能與算法基礎(chǔ)功能與算法典型場景典型場景多能建模多能建模多能狀態(tài)估計多能狀態(tài)估計多能安全預(yù)警多能安全預(yù)警多能流優(yōu)化調(diào)控多能流優(yōu)化調(diào)控間隔（Bay）間隔（Bay） 三繞組變壓器折合標(biāo)幺值后的模型為：雙繞組變壓器折合標(biāo)幺值后的模型為：線路模型：·功能:根據(jù)開關(guān)和刀閘狀態(tài)，由節(jié)點模型(物理模型)確定電網(wǎng)的電氣連接關(guān)系，形成計算母線、電氣島---計算模?SCADA提供的開關(guān)信息和量測數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)分析的數(shù)據(jù)來源,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰹楣媚K，是狀態(tài)估計、潮流計算等其它應(yīng)用軟件的基礎(chǔ).?1.廠站母線分析:根據(jù)開關(guān)的閉合狀態(tài)和元件的退出恢復(fù)形成計算母線.功能是分析一廠站的同一電壓等級內(nèi)的節(jié)點由閉合開關(guān)聯(lián)接組成多少個母線,其結(jié)果是將廠站劃分為若干個計算母線.?2.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析:分析整個電網(wǎng)有閉合支路聯(lián)接組成多少個電氣島(Island),每個電氣島是有電氣聯(lián)系的母線的集合,計算以此為單位劃分網(wǎng)絡(luò)方程.LDBLDBUNAUNA1UNA2NDA1CBA1NDA5●CBA5●NDA6CBA6CBA9NDA4CBB1NDB1CBB1NDB1CBB2NDB4●NDB3 CBB3CBB3 CBA7LNAB2CBA4NDA7●-NDB2NDA●-NDB2NDA2CBA8CBA2CBA8CBA2●NDA3CBA3CBB4CBB4NDA8NDA8LDALDALNACLNDC1ONDCNDC1ONDC2CBC2CBC3NDC3NDC4CBC1CBC5 NDC6XFCNDC3NDC4CBC1CBC5 NDC6XFC CBC6 NDC8UNCCBC4NDC5 XFC4T 138)4)8)4)5)4)2)2)狀態(tài)估計利用采集的信息估算電力系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)，主要功能有:1.給出電網(wǎng)中各母線的電壓和相角，各線路和變壓器的潮流，各母線的負(fù)荷和各發(fā)電廠的發(fā)電機出力.2.估計有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置；3.不良數(shù)據(jù)檢測與辨識:開關(guān)錯誤辨識,遙測數(shù)據(jù)狀態(tài)估計數(shù)據(jù)質(zhì)量評估壞數(shù)據(jù)識別（數(shù)據(jù)整合）數(shù)據(jù)預(yù)校核模型校核CSGC-3000/OPEN3000/CC-2000A/D-5000ijQijii「Pij(θij,Vij)7Pi(θij,Vij)QijPi(θij,Vij)Qi(θPij(θij,Vij)=Vi2g-ViVjgcosθij-ViVjcosθijQij(θij,Vij)=-Vi2(b+Yc)-ViVjgsinθij-ViVjbcosθijijijijij待求狀態(tài)量J(X)=[z-h(X)]TR-1[z-h(x)]EMS發(fā)展應(yīng)用的歷史其實就是狀態(tài)估計與潮流計算發(fā)展變得歷史.1970年F.CScheweppe最早提出用最小二乘狀態(tài)估計算法,后來日趨成熟,R.E.Larson等用卡爾漫濾波逐次狀態(tài)估計算法研究.目前主要用的估計方法有:1.基本加權(quán)最小二乘法.但估計質(zhì)量最高.亞二NNYZa包括Pij,Pi,,Zr包括Qij,Qi,Vi r ?θ j→AΔθ(l)=a(l)BΔV(l)=b(l)[(-Ba)TRa-1(-Ba)][(-Br)TRr-1(-Br)][(-Ba)Ra-1(za-ha)V(l),θ(l)][(-Br)Rr-1(zr-hr)V(l),θ(l)]KP,KQ是P-θP-V收斂標(biāo)志!「h(θ,v)7!解方程求YNvmaxYNvmaxV=V+ΔVθ=θV=V+ΔVNNYYY潮流計算是根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運行條件,求出整個網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài).潮流方程如下,G為發(fā)電機,D為負(fù)荷Gij為母線導(dǎo)納矩陣的電電導(dǎo),Bij為母線導(dǎo)納矩陣電納,ViVj為線電壓θij=θiθj潮流基本模型是一個高維的非線性方程組,潮流計算本質(zhì)是解的方法是賦初值,循環(huán)疊代,從數(shù)值計算的角度來看,非線性θ(θ(k+1)=θ(k)+Δθ(k)ΔV(k)VθY牛頓-拉夫遜是求解非線性方程的有效方法,是生算法的基礎(chǔ). !!!↓!↓!N!N計算修正量Δθ修正θVθ(k+1)=θ(k)+Δθ(k)V(k+1)=V(k)+ΔV(k)預(yù)想事故分析（ContingencyAnalysis，CA）對由于支路開斷，而使系統(tǒng)產(chǎn)生電氣設(shè)備（變壓器/線路）過負(fù)荷、母線電壓異常等不安全狀態(tài)，需要事先進行安全分析，即：針對預(yù)先設(shè)定的電力系統(tǒng)的故障（線路、變壓器、發(fā)電機）及其組合，確定他們對電力系統(tǒng)安全運行產(chǎn)生的影響，以便當(dāng)事故發(fā)生時，及時有效地采取校正措施。實時態(tài)下，安全分析利用狀態(tài)估計的結(jié)果作為其計算的基本網(wǎng)絡(luò)模型。研究態(tài)下，安全分析利用以前保存的潮流計算實例作為其計算的基本網(wǎng)絡(luò)模序.1.補償法，根據(jù)疊加原理，把預(yù)想事故網(wǎng)絡(luò)等值為兩個網(wǎng)絡(luò)，計算潮流.2.直流潮流法，用θ代替sinθ意開斷1條后，運行狀態(tài)校驗..常用的有N-1校驗，全部N條線路任3.靈敏度法，把開斷看做正常運行的擾動，計算系統(tǒng)變化.?求出在滿足：最小運行費、最小網(wǎng)損、消除越限的最小控制量、控制變量和狀態(tài)時間分級的有功調(diào)度控制實時調(diào)度實時控制?時間分級模型預(yù)測控制(H-MPC)?滾動預(yù)測：逐級消除預(yù)測偏差；?通過動態(tài)優(yōu)化：超前調(diào)整慢速機組，?留出快速機組下調(diào)裕度，提高下旋備熱力管網(wǎng)熱力管網(wǎng)qpQ電壓V基爾霍夫電流定律基爾霍夫電壓定律基爾霍夫流量壓降定律所有流出該結(jié)點的支路電流的代數(shù)和為零。求iR答案：2A求u答案：12V潮流計算－牛頓法熱網(wǎng)計算方程熱網(wǎng)計算方程熱力計算方程?熱網(wǎng)計算方程熱力計算方程?基礎(chǔ)算法:與電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計算相似節(jié)點流量管段壓力節(jié)點流量管段壓力管段流量AG+G0=0G=C*p節(jié)點流量節(jié)點流量AG+Go=0A節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣；G,C*p管段的阻力系數(shù)倒數(shù)矩陣，C*t管段的降溫系數(shù)倒數(shù)矩陣，與導(dǎo)納陣相似綜合能源建模綜合能源建?；A(chǔ)功能與算法基礎(chǔ)功能與算法典型場景典型場景熱電耦合熱電耦合(CHP)供熱網(wǎng)絡(luò)電熱耦合網(wǎng)絡(luò)功率(MW功率(MW)流量(m/s)熱網(wǎng)管道10斷開:熱網(wǎng)流量電網(wǎng)線路編號熱網(wǎng)管道10斷開:電網(wǎng)線路功率熱網(wǎng)管道10開斷時分開分析和聯(lián)合分析電網(wǎng)和熱網(wǎng)能流區(qū)別潮流潮流計算耦合元件約束熱流計算供水熱力計算水力計算水力計算力計算熱源計算負(fù)荷計算電熱耦合網(wǎng)絡(luò)模型和多能流計算熱網(wǎng)管道編號電熱耦合系統(tǒng)靜態(tài)安全分析熱網(wǎng)管道編號電熱耦合系統(tǒng)靜態(tài)安全分析熱網(wǎng)管道10開斷不同時間尺度流量變化電熱耦合網(wǎng)絡(luò)相互影響機理供熱系統(tǒng)正常運行負(fù)荷室內(nèi)溫度平衡供熱系統(tǒng)正常運行負(fù)荷室內(nèi)溫度平衡供熱管