本發明涉及電力系統建模仿真領域，公開了一種基于等效電源的多能源電力系統統一耦合模型構建方法，主要解決了現有多能源電力系統尚未有統一的耦合模型問題。包括以下步驟：1)將風、光、水、氣等各異質能源發電單元分別等效為對應的電壓源和可控電阻的串聯形式；2)計算各異質能源發電單元的額定電壓；3)利用各異質能源發電單元的決定參量對各發電單元等效的可控電阻進行控制；4)應用電源的等效變換原理，將各電能轉換場站分別等效為對應的可控電流源，儲能裝置等效為電容；5)各電能轉換場站等效的可控電流源進行耦合并網，構成統一的多能源電力系統耦合模型。本發明適用于多能源電力系統的靜態能量流分析和動態過程分析。

技術領域

本發明涉及電力系統建模仿真領域，特別是包含儲能的風、光、水、氣等多種異質能源的發電系統的統一耦合模型建立方法。

背景技術

化石能源的過度利用帶來了資源枯竭、氣候惡化和環境污染等一系列問題，嚴重威脅人類社會的可持續發展。充分利用水能、太陽能、風能、生物質能、海洋能、地熱能等可再生能源進行發電，已成為人們關注的熱點。具有隨機性、波動性和分散性等特點的大量可再生能源的接入與多種能源系統耦合的聯系日益緊密，將促成橫向多元互補、縱向“源-網-荷”協調的新一代電力系統。因此，將風、光、水、氣等多異質能源發電系統相結合，克服單一能源發電形式的波動性和不穩定性，實現能源的優勢互補和效率提升，為可再生能源發電高效接入電網提供了一種新的解決思路。

然而，對于多異質能源的發電系統的建模仿真，一般是分別建立不同能源類型的發電系統模型，而對于包含風、光、水、氣等多種異質能源的發電系統并沒有的統一模型。因此無法充分挖掘各能源發電系統的調節能力，更無法保證電網對可再生能源發電的消納達到最優。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于建立一種包含風、光、水、氣等多種異質能源電力系統統一耦合模型構建方法。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

基于等效電源的多能源電力系統統一耦合模型構建方法，包括以下步驟：

步驟A：分析包含風、光、水、氣等多種異質能源電力系統的基本特性和規律，然后將風、光、水、氣等各異質能源發電單元分別等效為對應的電壓源u_k和可控電阻R_k，電壓源u_k與可控電阻R_k串聯連接，構成統一的多能源電力系統發電模型，其中k代表風、光、水、氣等能源，分別用1、2、3、4…表示；

步驟B：將風、光、水、氣等各異質能源發電單元的額定電壓分別設定為步驟A中對應的電壓源的電壓；

步驟C：利用風、光、水、氣等各異質能源發電單元的決定參量分別對步驟A中對應的可控電阻進行控制；

步驟D：應用電源的等效變換原理，將風力發電場、光伏電站、水電站、燃氣發電廠等各電能轉換場站分別等效為對應的可控電流源i_k，儲能裝置等效為電容，其中k代表風、光、水、氣等能源，分別用1、2、3、4…表示；

步驟E：將步驟D中各電能轉換場站等效的可控電流源進行耦合并網，構成統一的多能源電力系統耦合模型。

在上述方案的基礎上，步驟A中，所述風、光、水、氣等各異質能源發電單元等效的可控電阻分別為：風敏電阻R₁、光敏電阻R₂、水敏電阻R₃、氣敏電阻R₄等。

在上述方案的基礎上，步驟C中，所述風、光、水、氣等各異質能源發電單元的決定參量分別為：風速、光照強度、水流量、氣流量等。

在上述方案的基礎上，所述風敏電阻R₁、光敏電阻R₂、水敏電阻R₃、氣敏電阻R₄的阻值可由式(1)計算得到：