(19)中华 人民共和国 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 202111271162.5 (22)申请日 2021.10.2 9 (71)申请人 国网湖北省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 430077 湖北省武汉市武昌区水果湖 街徐东路47号 申请人 华中科技大 学 (72)发明人 王姝　赵红生　杨东俊　左连勇　 颜炯　关钦月　艾小猛　方家琨　 (74)专利代理 机构 武汉市首臻知识产权代理有 限公司 42 229 代理人 章辉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01)G06Q 10/04(2012.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 计及管道爬坡的气电联合系统日前机组组 合优化方法 (57)摘要 一种计及管道爬坡的气电联合系统日前机 组组合优化方法， 包括以下步骤： S1、 建立计及管 道爬坡的天然气动态过程管道传输模型； S2、 建 立天然气管道压缩机功耗模型； S3、 以最小化气 电联合系统运行成本为目标函数， 建立计及管道 爬坡的气电联合系统日前机组组合模型； S4、 采 用C&CG算法求解气电联合系统日前鲁棒调度 问 题。 本设计充分考虑天然气在管道中的流体力学 特性， 同时对压缩机进行精确建模应对 管道爬坡 可能出现的气压越限问题， 解决了现有模型建模 不够精确的问题； 与此同时， 优化方法能够充分 利用燃气机组、 电转气机组和压缩机在天然气系 统与电力系统之间进行能量交换， 提高了气电联 合系统灵活性， 有效促进风电消纳。 权利要求书5页 说明书16页 附图7页 CN 114139349 A 2022.03.04 CN 114139349 A 1.一种计及管道爬坡的气电联合系统日前机组组合优化方法， 其特征在于， 该方法包 括以下步骤： S1、 建立计及管道爬坡的天然气动态过程管道传输模型； S2、 建立天然气管道压缩机功耗模型； S3、 以最小化气电联合系统运行成本为目标函数， 建立计及管道爬坡的气电联合系统 日前机组 组合模型； S4、 采用C &CG算法求 解气电联合系统日前鲁棒调度问题。 2.根据权利要求1所述的一种计及管道爬坡的气电联合系统日前机组组合优化方法， 其特征在于： 步骤S1中， 通过以下三个方程 来描述天然气动态过程： 天然气动量方程： 式中， Aij为管道ij横截面积， MFij， i+1为管道ij前端在t+1时刻的天然气 物质流量， MEij， t+1 为管道ij末端在t+1时刻的天然气物质流量， MFij， t为管道ij前端在t时刻的天然气物质流 量， MEij， t为管道ij末端在t时刻的天然气物质流量， Δt为时间步长， Lij为管道ij的长度， pj， t+1为管道ij的末端节点j在t+1时刻的天然气压强， pi， i+1为管道ij的前端节点i在t+1时 刻的天然气压强， pj， t为管道ij的末端节点j在t时刻的天然气压强， pi， t为管道ij的前端节 点i在t时刻的天然气压强， g为重力加速度， α 为管道ij与水平面的夹角， c为音速， λ为摩擦 系数， 为管道ij内天然气平均流速， dij为管道ij的直径； 管道物质平衡方程： 气体状态方程： p＝c2ρ 式中， p为天然气压强， ρ 为天然气密度。 3.根据权利要求2所述的一种计及管道爬坡的气电联合系统日前机组组合优化方法， 其特征在于： 天然气系统中节点的边界条件约束为： 节点物质平衡约束：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114139349 A 2式中， MDk， t为节点k在t时刻的天然气负荷， 包括燃气机组耗气与电转气机组产气； (.)k 为前端节点 为k的天然气管道集 合， k(.)为末端节点 为k的天然气管道集 合； 对于天然气系统中的源节点， 其气压稳定在某一个值： 式中， Ks为源节点 集合， psi， 0为源节点气压恒定值； 管道物质流量与节点气压的上 下限约束： 4.根据权利要求1所述的一种计及管道爬坡的气电联合系统日前机组组合优化方法， 其特征在于： 步骤S2中， 在天然气管道节点设置压缩机调节节点气压， 压缩机功耗模型如 下： 式中， M为压缩机功耗常数， R为摩尔气体常数， T为气体温度； n为压缩比， pj为 管道ij的末端节点j的天然气压强， pi为管道ij的前端节点 i的天然气压强； 假设一台压缩机有m个档位可以调节， 则压缩比n 为： 式中， αi为决策变量， 代表压缩机运行在第i个档位上； ni为压缩机运行在第i个档位上 的压缩比； 压缩机功耗模型 可以转化为： 5.根据权利要求1所述的一种计及管道爬坡的气电联合系统日前机组组合优化方法， 其特征在于： 步骤S3中， 所述气电联合系统日前机组 组合模型的目标函数为：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114139349 A 3