本发明属于能源优化技术领域，涉及园区多能源系统优化调度，尤其是一种面向园区多能源系统的潮流优化计算方法。
背景技术：
随着分布式光伏、风机、微型燃气轮机等多种能源在工业园区、居民区等区域的广泛应用，如何在园区内实现以电为核心、包含气/冷/热等多能源系统的优化运行逐渐成为研究热点。目前园区多能源系统的优化运行多以可再生能源最大消纳或系统运行成本最小为目标，较少考虑电气网络和天然气网络损耗，更少有研究从园区多能源系统运行成本、可再生能源发电、系统网损等三个方面对园区多能源系统进行整体优化。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够从园区多能源系统运行成本、可再生能源发电、系统网损等三个方面实现综合最优的面向园区多能源系统的潮流优化计算方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种面向园区多能源系统的潮流优化计算方法，包括以下步骤：
步骤1、从多能源系统运行成本、可再生能源发电量和系统网损三个维度，构建园区多能源系统潮流优化目标函数；
其中，园区多能源系统的运行成本最小的目标函数为：
min{cePe.l+cgPg.l}
园区多能源系统内可再生能源发电量最大的目标函数为：
max{Ppv+Pwt}
园区多能源系统的网损最小的目标函数为：
min{cePe.loss+cgPg.loss}
上式中，Pe.l和Pg.l分别表示园区多能源系统与电力网络和天然气网络联络线交换功率；ce和cg表示电力和天然气价格；Ppv和Pwt分别表示园区多能源系统内光伏与风力的发电量，且有Pr＝Ppv+Pwt；Pe.loss和Pg.loss分别表示园区多能源系统内电力网络和天然气网络的网损。
步骤2、在所述园区多能源系统潮流优化目标函数的基础上，建立园区多能源系统潮流约束条件；
步骤3、在所述园区多能源系统潮流约束条件下，通过多目标优化算法求解满足园区多能源系统潮流优化目标的电气和天然气网络潮流。
而且，所述步骤2的园区多能源系统潮流约束条件由等式约束和不等式约束构成；其中，等式约束包括三相电气潮流方程约束和天然气潮流方程约束；不等式约束包括电气网络安全约束和天然气网络安全约束；
其中，三相电气潮流方程约束为：fe(P,Q,V,θ)＝0；
天然气潮流方程约束为：fg(M,p)＝0；
电气网络安全约束：fe(V)≤0；
天然气网络安全约束：fg(p)≤0；
上式中，P，Q是电气系统节点有功与无功功率；V，θ代表电气系统节点电压幅值和相角；M代表天然气流量；p代表天然气压力。
本发明的优点和积极效果是：
本发明是面向园区电/气/冷/热等多能源系统联合运行而提出的综合电气潮流和天然气潮流的优化计算方法,以园区多能源系统为研究对象，从系统运行成本、可再生能源发电量、系统网损三个方面构建优化目标，同时给出网络求解约束条件；并通过现有技术中的多目标优化算法求解该最优潮流。本发明结合系统优化调度，可在园区多能源系统能耗、可再生能源发电、系统网损等三个方面实现综合最优。
附图说明
图1是本发明的园区多能源系统的能量变换示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种面向园区多能源系统的潮流优化计算方法，如图1所示，园区多能源系统的输入有天然气、电网电力和可再生能源所发电力，经过变压器、燃气轮机等能量变换装置，输出为电力、制冷或者制热。其中，Pr表示可再生能源发电量，Pe.l表示园区多能源系统与电力网络联络线交换功率，Pg.l表示园区多能源系统与燃气网络联络线交换功率。
本发明的面向园区多能源系统的潮流优化计算方法从如下三个维度考虑构建优化目标，实现园区多能源系统的电气潮流和天然气潮流的优化计算。(1)园区多能源系统的运行成本最小；(2)园区多能源系统内可再生能源发电量最大；(3)园区多能源系统的网损最小。
因此，一种面向园区多能源系统的潮流优化计算方法，包括以下步骤：
步骤1、从多能源系统运行成本、可再生能源发电量和系统网损三个维度，构建园区多能源系统潮流优化目标函数；
其中，园区多能源系统的运行成本最小的目标函数为：
min{cePe.l+cgPg.l} (1)
园区多能源系统内可再生能源发电量最大的目标函数为：
max{Ppv+Pwt} (2)
园区多能源系统的网损最小的目标函数为：
min{cePe.loss+cgPg.loss} (3)
上式中，Pe.l和Pg.l分别表示园区多能源系统与电力网络和天然气网络联络线交换功率；ce和cg表示电力和天然气价格；Ppv和Pwt分别表示园区多能源系统内光伏与风力的发电量，且有Pr＝Ppv+Pwt；Pe.loss和Pg.loss分别表示园区多能源系统内电力网络和天然气网络的网损。
步骤2、在所述园区多能源系统潮流优化目标函数的基础上，建立园区多能源系统潮流约束条件；所述步骤2的园区多能源系统潮流约束条件由等式约束和不等式约束构成；其中，等式约束包括三相电气潮流方程约束和天然气潮流方程约束；不等式约束包括电气网络安全约束和天然气网络安全约束；
其中，三相电气潮流方程约束为：fe(P,Q,V,θ)＝0； (4)
天然气潮流方程约束为：fg(M,p)＝0； (5)
电气网络安全约束：fe(V)≤0； (6)
天然气网络安全约束：fg(p)≤0； (7)
上式中，P，Q是电气系统节点有功与无功功率；V，θ代表电气系统节点电压幅值和相角；M代表天然气流量；p代表天然气压力。
步骤3、在所述园区多能源系统潮流约束条件(4)至(7)下，通过多目标优化算法求解满足园区多能源系统潮流优化目标(1)至(3)的电气和天然气网络潮流。
本发明可选择现有技术的多目标优化算法中的多目标进化算法、多目标模拟退火算法、多目标粒子群算法和多目标蚁群算法求解电气和天然气网络潮流。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。