多能源网络的广义电路分析理论——（一）支路模型

发布时间：2021-10-24 09:02

　　多种能源形式的互补与耦合为多能源系统集成带来巨大价值,但不同能源形式遵循不同的物理规律和数学表征形式,为综合分析与协同优化带来了挑战。文中基于拉普拉斯变换这一分析系统动态过程的有力工具,提出了多能源网络的广义电路分析理论。首先,建立了多能源网络支路层能量流的统一数学方程,提出了以拉普拉斯变换为基础的广义电路建模方法,将多能源网络在时域的复杂传输特性转换为拉普拉斯域简单的代数问题,提出了各能源系统能量流的分布参数电路模型,进一步提出了以"支路"为整体单位的支路层能量流集中参数传输模型。文中提出的多能源网络广义电路支路模型能够科学地分析支路层能量流的稳态与动态特性,揭示多能源网络能量流的共性,为多能源系统全网络分析奠定基础。 

【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

8 气网示例

式（10）中流量关于时间的偏导数对于方程精度影响较小，特别是在管道流量不剧烈变化且管道容量较大的情况下对精度影响不足1%[19-20]。由于在多能源系统集成中，电力与燃气系统主要通过燃气电厂和电转气（P2G）设备耦合，两者通常接入高压输气网，因此本文聚焦于大容量跨区输气网，忽略流量关于时间的偏导数，将方程式（10）和式（11）近似为：燃气流方程与电力流、热力流的不同之处在于其含有二次项π2和f 2，这会给多能源系统的协同优化带来很多困难。事实上，在多能源系统的研究中，变化量更受关注，即气网的状态变化对其他能源系统的影响以及其他能源系统状态变化对气网的影响。因此，可以在气网的基准工作点附近泰勒展开，将原始方程线性化，研究燃气流变化量之间的近似关系。假设已知当前燃气管道在各个位置的流量f0，管道气压π0，且当前燃气流处于稳态，即π0和f0满足式（12）和式（13）。令Δπ=π-π0，Δf=f-f0，则有

观察式（44）和式（45）可知，在能量流满足特殊条件ZL=Zc，α1β2=α2β1时，支路末端能量流是始端能量流的简单函数，其中是常数损耗项，在时域中的表达式为，对应时域中的时延项。这类似于电力系统传输线中的“阻抗匹配”现象，传输时延类似于电力系统中的移相器作用。此时热力支路可类比为有损时延电路，如图7所示。5 热网中支路的广义电路模型及应用

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3454995