(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221085895 0.2 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 深圳供电局有限公司 地址 518000 广东省深圳市罗湖区深南 东 路4020号电力调度通信大楼 (72)发明人 齐晖　马伟哲　翁毅选　程维杰　 龚晨　谷若雨　何晓峰　卢艺　 林小朗　 (74)专利代理 机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 1 1471 专利代理师 葛钟 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 30/18(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 电力与天然气系统耦合状态的分析方法及 装置 (57)摘要 本发明涉及一种电力与天然气系统耦合状 态的分析方法及装置， 所述方法包括基于天然气 系统模型和电力系统模型， 构建天然气管网与电 网耦合运行调度模型； 求解所述天然气管网与电 网耦合运行调度模型， 使天然气系统或电力系统 在另一方故障应急条件下的运行成本和损失最 低。 本发明通过将天然气系统模 型和电力系统模 型链接搭建两个系统的天然气管网与电网耦合 运行调度模 型， 从而分析双网耦合系统的静态特 性和动态特性， 进而分析天然气系统发生扰动的 情况下对电网电力电量平的影 响， 从而提升电力 系统的安全稳定运行和可靠供电。 权利要求书2页 说明书11页 附图2页 CN 115169934 A 2022.10.11 CN 115169934 A 1.一种电力与天然气系统耦合状态的分析 方法， 其特 征在于， 包括： 基于天然气系统与电力系统组成联合 能源系统， 以所述联合能源系统的供气和供电的 总运行成本最低为目标的目标函数， 以及与所述目标函数对应的约束条件； 根据所述目标函数设置发电机组的有功出力及气源的供气流 量； 采用主‑子协调的方式利用发电机组 的有功出力及气源的供气流量构建出天然气管网 与电网耦合 运行调度模型； 求解所述天然气管网与电网耦合运行调度模型， 使天然气系统或电力系统在另一方故 障应急条件下的运行成本和损失最低； 其中， 燃气机组发电所用燃料为天然气， 燃气机组的发电成本纳入联合能源系统的供 电成本中， 发电成本为燃 煤机组煤耗。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述目标函数为： 所述约束条件 包括： 电力网络平衡约束： 线路潮流约束： 机组有功出力上 下限约束： 气电耦合约束： 天然气系统约束： g＝gs+Ost‑Ist‑gn‑fj； 其中， gs,t为气源s在t时刻的供气流量， ρs,t为气源s在t时刻的供气价格； NG为系统燃煤 机组数， Fi(Pi,t)为燃煤机组i的燃料成本函数， Pi,t为燃煤机组i在t 时刻的有功发电出力， Pb,t为支路b在t时刻的有功潮流hib hjb为发电机输出功率转移分布因子， Pb·max为支路b有功 潮流上限， Pi·max、 Pi·min为燃煤机组i有功 出力上下限， Pj·max、 Pj·min分别为燃气机组j有功出 力上限和下限， fj(Pj)为燃气机组j在 发电出力为Pj时的所消耗天然气流量， K2j、 K1j和K0j分 别为燃气机组的燃料消耗 参数， fj为连接到天然气节点 n的燃气机组j的天然气耗 量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述采用主 ‑子协调的方式利用发电机组 的有功出力及气源的供气流 量构建出天然气管网与电网耦合 运行调度模型， 包括： 获取电网优化目标和气网优化目标； 其中， 将电网优化调度问题作为主问题， 气网优化 调度作为子问题； 根据短期或超短期的负荷预测制定机组的滚动出力计划， 如果发生电网故障， 则重新权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169934 A 2调整各机组出力计划或是甩负荷； 如果机组通过紧急调度计划 安排， 则电网调度中心需对 电力传输容量进行安全校核， 并基于功率传输转移分布因子分析线路功率传输变化， 同时 不断迭代直至完成机组出力计划及电力传输容量校核， 并将燃气 机组出力各时段的计划及 气量需求 提交至气网侧； 当气网侧接到电网侧发出的气量需求时， 根据天然气总体 需求量、 燃气供需协议、 天然 气传输参数、 管压、 流量、 管道检修或停运计划进行综合评估以检测燃气传输可行性， 确定 是否可满足燃气负荷需求； 若不能满足 电厂出力气量需求， 则气网侧将信息反馈会电网侧重新安排燃气出力计 划， 同时不断迭代直至 燃气传输满足燃气电厂需求。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述采用以下主 ‑子协调的方式， 其中， x和y分别表示电力系统和天然气系统的最优调度状态和决策变量， xc为燃气电厂 消耗天然气气量的程度， 也是决策变量的子集， Ec(x)为电网优化目标， EU(x)为机 组组合的 安全约束条件， EN(x)电力传输容量限值， Ec(y)为气网优化目标， GN(xc,y)为天然气传输系 统的暂态。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述天然气系统模型包括： 输气管道模型、 气源模型、 储气设备模型、 压缩机模型及网 络拓扑模型； 所述电力系统模型包括： 网络模型、 负荷模型和电源 模型。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 采用CONOPT3求 解所述天然气管网与电网耦合 运行调度模型。 7.一种电力与天然气系统耦合状态的分析装置， 其特 征在于， 包括： 确定模块， 用于基于天然气系统与电力系统组成联合能源系统， 以所述联合能源系统 的供气和供电的总运行成本最低为目标的目标函数， 以及与所述目标函数对应的约束条 件； 设置模块， 用于根据所述目标函数设置发电机组的有功出力及气源的供气流 量； 构建模块， 用于采用主 ‑子协调的方式利用发电机组的有功出力及气源的供气流量构 建出天然气管网与电网耦合 运行调度模型； 求解模块， 用于求解所述天然气管网与电网耦合运行调度模型， 使天然气系统或电力 系统在另一方故障应急条件下的运行成本和损失最低； 其中， 燃气机组发电所用燃料为天然气， 燃气机组的发电成本纳入联合能源系统的供 电成本中， 发电成本为燃 煤机组煤耗。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169934 A 3