Sequential Power Flow Calculation of Power-heat Integrated Energy System Based on Refined Heat Network Model

Hong LIU; Chenxiao ZHAO; Shaoyun GE; Jifeng LI; Jingyi LIU

doi:10.7500/AEPS20200312009

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Sequential Power Flow Calculation of Power-heat Integrated Energy System Based on Refined Heat Network Model

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Sequential Power Flow Calculation of Power-heat Integrated Energy System Based on Refined Heat Network Model
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 4, Pages: 63-72(2021)
- 作者机构：
  
  智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200312009
  CLC：
- Received：12 March 2020，
  
  Revised：2020-10-08，
  
  Published Online：18 November 2020，
  
  Published：25 February 2021
- 稿件说明：
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刘洪,赵晨晓,葛少云等.基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算[J].电力系统自动化,2021,45(4):63-72.

LIU Hong,ZHAO Chenxiao,GE Shaoyun,et al.Sequential Power Flow Calculation of Power-heat Integrated Energy System Based on Refined Heat Network Model[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(4):63-72.
刘洪,赵晨晓,葛少云等.基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算[J].电力系统自动化,2021,45(4):63-72. DOI： 10.7500/AEPS20200312009.

LIU Hong,ZHAO Chenxiao,GE Shaoyun,et al.Sequential Power Flow Calculation of Power-heat Integrated Energy System Based on Refined Heat Network Model[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(4):63-72. DOI： 10.7500/AEPS20200312009.

摘要

综合能源系统包含多热源环状管网且以电热耦合元件为平衡节点。然而，潮流计算中未能详细考虑热网中热能传输动态特性和管道水流局部阻力，也未能清晰定义热网负荷节点类型。文中提出一种基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法。首先，综合考虑热网管道中各种阻力对管道水流量的影响，建立了考虑精细化阻力的水力模型。基于热网管道中各微元之间的相互影响分析，构建了考虑热网动态特性的热力模型和管道温度求解模型。然后，文中重新定义了热网负荷节点类型，修正了热网中水力-热力计算方法和电热耦合处的迭代处理方法，并结合电/热系统间顺序计算方法，提出了兼顾热网动态特性与精细化水力模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法。最后，通过实际算例验证所提模型在电热综合能源系统潮流计算中的可行性与必要性。

Abstract

The integrated energy system includes ring-shaped pipe networks with multi-heat sources and uses power-heat coupling elements as the balance node. However

in the power flow calculation

the dynamic characteristics of heat energy transmission in the heat network and the local resistance of pipe flow are not considered in detail

and the types of load nodes of the heat network are not clearly defined. This paper proposes a sequential power flow (SPF) calculation method for the power-heat integrated energy system based on the refined heat network model. First

comprehensively considering the influence of various resistances in the heat network pipelines on the water flow of the pipelines

the paper establishes a hydraulic model considering refined resistance. Based on the analysis of the interaction among the micro-elements in the heat network pipeline

a heat model considering the dynamic characteristics of the heat network and a pipeline temperature solution model are constructed. Then

the paper redefines the load node types of the heat network

and revises the hydraulic-heat calculation method and the iterative processing method of the electroheat coupling in the heat network. Combining the sequential calculation method between the power and heat networks

a sequential power flow calculation method for the power-heat integrated energy system that takes into account the dynamic characteristics of the heat network and the refined hydraulic model is proposed. Finally

a practical example is used to verify the feasibility and necessity of the proposed model in the power flow calculation of the power-heat integrated energy system.

关键词

Keywords

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