(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 202111428856.5 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司 地址 210008 江苏省南京市上海路215号 申请人 国网江苏省电力有限公司经济技 术 研究院 (72)发明人 朱磊　吴强　黄河　高松　谢珍建　 韩俊　蔡超　潘文婕　樊安洁　 王娜　陈皓菲　 (74)专利代理 机构 南京鑫之航知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 32410 代理人 姚兰兰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 3/46(2006.01) F24D 19/10(2006.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种应对电网功率缺额的综合能源惯性支 撑方法 (57)摘要 本发明公开了一种应对电网功率缺额的综 合能源惯性支撑方法， 首先分别建立气、 热惯性 应对系统功率缺额出力模型， 然后根据气热惯性 相似的功率支撑特性， 确定二者能够以统一形式 协同发电侧出力应对电网功率缺额。 本发明可以 充分利用综合能源园区气、 热系统的慢动态尺度 特点， 进而综合传统应对电网功率缺额方式， 提 升应对电网功率缺额的能源形式的多样性与低 碳性， 在保证系统可靠性水平的前提下， 增强系 统运行经济性与环保性。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 114218765 A 2022.03.22 CN 114218765 A 1.一种应对电网功率 缺额的综合能源惯性支撑方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 建立综合能源园区热惯性功率支撑模型， 具体包括： 步骤1.1， 建立热力系统的管道模型与负荷侧建筑模型； 步骤1.2， 求 解热源功率波动下的负荷侧建筑温度响应公式； 步骤1.3， 基于热力系统模型仿真的热惯性平缓热源处能量波动的潜力， 对热惯性在电 网功率缺额场景下的响应特性进行函数拟合； 步骤2， 建立综合能源园区气惯性功率支撑模型， 具体包括： 步骤2.1， 基于天然气连续、 动量方程， 建立天然气管道动态模型； 步骤2.2， 求 解天然气管道末端负荷突增或突减情况 下的管道内压强响应公式； 步骤2.3， 基于天然气系统模型仿真的气惯性为能量波动提供缓冲空间的特征， 对气惯 性在电网功率 缺额场景下的响应特性进行函数拟合； 步骤3， 结合传统应对电网功率缺额出力形式、 综合能源气惯性出力、 热惯性出力， 在电 网发生频率下跌等功率缺额故障时， 以应对电网功率缺额总成本最小为优化 目标， 构建应 对电网功率 缺额的综合能源惯性支撑模型， 进行应对电网功率 缺额的综合能源惯性支撑 。 2.根据权利要求1所述的一种应对电网功率缺额的综合能源惯性支撑方法， 其特征在 于： 步骤1.1具体为： 步骤1.11， 热力系统管道模型： 式中， p为传输管道， lp为传输管道长度， vp为热水流速， τp为t时刻向热网输入的热 能在 t+τ 时刻产生的热 时滞， μp为传输管道的热损率， Hloss,p为热传输过程 中产生的热损耗， Hin,t 为t时刻流入热网的功率， Hout,t+τ为t+τ 时刻流出 热网的功率； 步骤1.12， 热力系统负荷侧模型： 式中， b为热负荷建筑， Tb,t+Δt和Tb,t分别表示热负荷建筑b在t时刻、 t+1时刻的室内温 度， Tout,t表示t时刻室外温度； Hb,t为t时刻热网给热建筑t的供热功率， Hloss,b为热建筑热损 耗功率， C为室内空气比热容， M为室内空气质量， εloss为热建筑散热系数。 3.根据权利要求2所述的一种应对电网功率缺额的综合能源惯性支撑方法， 其特征在 于： 步骤1.2热源功率波动下的负荷侧建筑温度响应公式为： 式中， Tb(t)为热负荷建筑b在t时刻的温度， Hb(t)为t时刻热网对热建筑b的供 热功率。 4.根据权利要求3所述的一种应对电网功率缺额的综合能源惯性支撑方法， 其特征在 于： 步骤1.3中的函数拟合 为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114218765 A 2式中， M1、 N1、 u1、 v1均为常数系数， Pr,h为热惯性应对功率缺额的响应功率， tr,h为热惯性 应对功率 缺额的响应时间。 5.根据权利要求1所述的一种应对电网功率缺额的综合能源惯性支撑方法， 其特征在 于： 步骤3中电网功率 缺额的综合能源惯性支撑模型为： minCostf(t)＝CGRf(t)+CHRf(t)+CCOM(t)+CHE(t)+Csf(t)+Ccb(t) 式中， Costf(t)为t段时间应对电网功率 缺额总成本， 气惯性出力数 学模型为： CGRf(t)＝cGRRG(t)， 热惯性出力数 学模型为： CHRf(t)＝cHRRH(t)， cGR和cHR分别为气、 热惯性出力价格， RG(t)和RH(t)分别为t时刻气、 热 惯性出力大小； 发电侧出力数 学模型为： CSf(t)＝cS(t)RS(t)， cs(t)为t时刻发电侧出力分时电价， RS(t)为t时刻发电侧出力大小， 考虑到热负荷 功率 变化会对用户舒 适度产生影响， CCOM(t)为牺牲用户侧舒 适度产生的成本， 其数 学模型为： cCOM(n)为用户舒适度在第n类响应水平下的成本， N为用户舒适度成本阶梯价格的总阶 梯数， 为在第n类响应水平下热负荷侧当前热功率偏离原始热功率的差值； 考虑到热 电联产机组运行在不同热电比下的能源利用率不同， CHE(t)为不同热电比下消耗天然气产 生的热电比成本， 其数 学模型为： cHE(a)为热电比改变至不同值下的出力成本， M为热电比成本阶梯价格的总阶梯数； 碳排放数学模型为： Ccb(t)＝[QCHP(t)+QE(t)]pc， pc为单位碳交易成本， QCHP(t)和QE(t)分别为热电联产机组和传统发电机组的碳排放 量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114218765 A 3