(19)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 202211061072.8 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 中国大唐集团科 学技术研究总院有 限公司 地址 102211 北京市昌平区未来科 学城英 才北三街16号院15号楼 2单元409室 申请人 大唐水电科 学技术研究院有限公司 (72)发明人 谭文婷　汪凤月　杨嘉靖　陆政君　 罗浩　邓靓　 (74)专利代理 机构 北京中南长风知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11674 专利代理师 金光 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于气网容错等值模型的综合能源系 统等值建模方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于气网容错等值模型的 综合能源系统等值建模方法， 包括： 基于天然气 管道模型和非管元件模型建立气网的拓扑约束 方程； 将气网的节点和支路以重要部分和非重要 部分进行划分， 得到简化的气网等值模型； 利用 Huber函数、 投影统计法和可变遗忘因子降低具 有测量偏 差的历史数据的影 响， 对简化的气网等 值参数进行估计； 根据气网等值参数构建气网容 错等值模型， 用于电 ‑气综合能源系统的优化调 度与控制。 本发 明在不具备完备的天然气系统数 据的情况下， 进行综合能源系统优化调度， 解决 了电‑气综合能源系统中不同能源 管理系统之间 存在数据不共享或交换延迟等问题。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115510620 A 2022.12.23 CN 115510620 A 1.一种基于气网容错等值模型的综合能源系统等值建模方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 步骤1： 基于天然气管道模型和非管 元件模型建立气网的拓扑约束方程； 步骤2： 将气网的节点和支路以重要部分和非重要部分进行划分， 得到简化的气网等值 模型； 步骤3： 利用Huber函数、 投影统计法和可变遗忘因子降低具有测量偏差的历史数据的 影响， 对简化的气网等 值参数进行估计； 步骤4： 根据气网等值参数构建气网容错等值模型， 用于电 ‑气综合能源系统的优化调 度与控制。 2.根据权利要求1所述的基于气网容错等值模型的综合能源系统等值建模方法， 其特 征在于， 所述 步骤1包括： 根据Weymouth方程模拟一维管道中天然气流动特性以得到天然气管道模型， 并建立非 管元件天然气压缩机和储气罐的模型； 天然气气流受压力驱动而沿着管道进行传输， 忽略重力惯性环节和温度变化， 对管道 内流体动能和压力能守恒方程在空间上从i节 点到j节点进行积分， 得到管网Weymouth流动 方程， 表述 为： 将式(1)进行泰勒展开得到在当前状态下的近似线性 化方程： 其中， Δπn表示节点n处的压力变化； 表示节点n处的当前压力状态； 表示天然气系 统中节点 i到节点j的当前流 量状态； Δ hij表示天然气系统中节点 i到节点j的流 量变化。 3.根据权利要求2所述的基于气网容错等值模型的综合能源系统等值建模方法， 其特 征在于， 所述 步骤2包括： 假设天然气系统所有节点均满足Kirchhoff第一定律， 将天然气管网的线性方程以如 下矩阵形式表示： 其中， Y为支路 ‑节点关联矩阵； yij为表示矩阵Y中i节点和j支路关联关系的元素； Ψ是 一个由各支路管道特性决定的对角矩阵； Π为天然气系统中节点压力矩阵； 为支路流量 变化矩阵； 令Θ＝YΨ‑1YT， 根据实际气网与电力系 统的连接情况， 将气网的节点和支路以重要部 分和非重要部分进行划分： 消去非重要部分的参数ΠB， 并令 得 到：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115510620 A 2ΠB＝GK+F                            (5) 对于b个重要节点， 将式(5)进行改写， 并展开 为如下形式： 令Ak＝[ π1…πb‑1 πb]， Bk＝[1 K1…Kb]， 将式(6)改写为： Ak＝Bk·Lk+ρk                          (7) 其中， ρk代表边界量测系统输入端出现的信号噪声引起的随机误差 矢量。 4.根据权利3所述的基于气网容错等值模型的综合能源系统等值建模方法， 其特征在 于， 通过具有实时跟踪功能的鲁棒自适应算法识别等值参数， 降低等值误差， 算法的代价函 数表示为： 其中， λ是广义 正则化参数， α 为可变遗 忘因子， η为杠杆测量的系数， ζ(ri)是m估计函数； 可变遗忘因子表达式如下： 其中， ε(k)为 k时刻的估计误差； μ1和 μ2为误差敏感系数； Huber函数表达式如下： s＝ambmmediani|Ai‑BiLi|                  (12) 其中， d在高斯分布中通常取1.5； ri为标准化残差； s鲁棒尺度估计； am、 bm为高斯校正因 子； 为使代价 最小化， 代价 函数对Lk求微分并令其结果 为零， 得到： FkLk＝Gk                                (13) 其中， 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115510620 A 3