Joint Optimal Power Flow of District Heat-Electric System in Quantity Regulation Mode

He HAN; Peichao ZHANG; Wei DU; Xuezhi LIU; Boqiang XU; Cheng YAO

doi:10.7500/AEPS20200707003

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Joint Optimal Power Flow of District Heat-Electric System in Quantity Regulation Mode

Cyber Energy Systems | 更新时间：2025-06-16

- Joint Optimal Power Flow of District Heat-Electric System in Quantity Regulation Mode
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 2, Pages: 30-36(2021)
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市200240
  2.国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市 211106
  3.国网天津市电力公司电力科学研究院，天津市 300384
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China;State Grid Corporation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200707003
  CLC：
- Received：07 July 2020，
  
  Revised：2020-08-25，
  
  Published Online：23 November 2020，
  
  Published：25 January 2021
- 稿件说明：
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韩赫,张沛超,杜炜等.量调节方式下区域热电系统的联合最优潮流[J].电力系统自动化,2021,45(2):30-36.

HAN He,ZHANG Peichao,DU Wei,et al.Joint Optimal Power Flow of District Heat-Electric System in Quantity Regulation Mode[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):30-36.
韩赫,张沛超,杜炜等.量调节方式下区域热电系统的联合最优潮流[J].电力系统自动化,2021,45(2):30-36. DOI： 10.7500/AEPS20200707003.

HAN He,ZHANG Peichao,DU Wei,et al.Joint Optimal Power Flow of District Heat-Electric System in Quantity Regulation Mode[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):30-36. DOI： 10.7500/AEPS20200707003.

摘要

量调节是区域供热网的一种基本调节方式。首先，针对量调节方式下流量可变且处于紊流阻力平方区的特点，提出水力支路压降的二阶锥松弛方法，并引入惩罚成本项确保精确松弛。其次，针对量调节热力工况稳定的特点，提出热力支路的等效热损方法，将管道热损等效至负荷形成无损管道，实现水力与热力模型的独立分析。然后，结合配电网支路潮流模型，建立区域热电系统的联合潮流模型，进而建立具有凸凹规划形式的联合最优潮流模型。最后，将优化模型转换为二阶锥规划问题进行序贯求解。仿真算例表明，与非凸精确模型相比，所提方法保留了很高的求解精度，同时显著提高了求解速度，并能获得全局最优解。

Abstract

Quantity regulation is a basic regulation mode of district heating networks. First

aiming at the characteristics of the quantity regulation that the flow is variable and in the turbulent resistance square area

a second-order cone relaxation method for pressure drop of hydraulic branches is proposed

and a penalty cost term is introduced to ensure exact relaxation. Second

according to the characteristics of the stable thermal condition of quantity regulation

a equivalent heat loss method of thermal branches is proposed. The heat loss of the pipeline is equivalent to the load to form a lossless pipeline

which realizes the independent analysis of hydraulic and thermal models. Then

combined with the branch flow model of the distribution network

a joint power flow model of the district heat-electric system is built. Furthermore

a joint optimal power flow model with the form of convex-concave programming for the district heat-electric system is established. Finally

the optimization model is transformed into a second-order cone programming problem and solved sequentially. Simulation cases show that compared with the non-convex accurate model

the proposed method retains a high solution accuracy

improves the solving speed significantly

and can obtain the global optimal solution.

关键词

Keywords

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