CN113901653A - 一种电-气综合能源系统及其潮流求解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电‑气综合能源系统及其潮流求解方法，该系统的电气网络和天然气网络通过耦合装置(包括燃气轮机和P2G装置)相互连接，天然气网络通过燃气轮机连接至电力网络，电力网络通过P2G装置连接至天然气网络。具体潮流求解过程包括：分别构建天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型；针对构建的三个模型，通过扩展的牛顿拉夫森算法，以构造电‑气综合能源系统的复合雅可比矩阵；基于电‑气综合能源系统的复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，完成电‑气综合能源系统的潮流求解。与现有技术相比，本发明能够构建符合实际的电‑气综合能源系统，且能保证潮流求解的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电-气综合能源系统技术领域，尤其是涉及一种电-气综合能源系统及其潮流求解方法。
背景技术
伴随传统能源消耗逐年增加，能源与环境问题也日益突出，以多种异质能源互联集成、互补融合为基本特征的综合能源系统已经成为当前能源系统对的发展趋势，相比于传统能源系统，综合能源系统能够运输、存储以及调度多种能源。
目前，随着电转气技术的发展，使得综合能源系统引入电转气技术成为可能，以此能够实现大规模储能，这也促进了燃气系统与电力系统的耦合。然而现有的电-气综合能源系统只考虑了两种能源系统(电力系统和天然气系统)的使用，只有电力到燃气方面的单向转化，其研究主体仍是电力系统部分；此外，一旦引入电转气技术，电-气综合能源系统的耦合程度加深，而传统研究大多采用理想的约束条件，这并不适用于结合电转气技术后的电-气综合能源系统，也就难以保证电-气综合能源系统后续优化求解的准确性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电-气综合能源系统及其潮流求解方法，以构建得到符合实际的电-气综合能源系统，且能保证潮流求解的准确性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电-气综合能源系统，包括电力网络和天然气网络，所述电气网络和天然气网络通过耦合装置相互连接，所述耦合装置包括燃气轮机和P2G(Power to Gas，电转气)装置，所述天然气网络通过燃气轮机连接至电力网络，所述电力网络通过P2G装置连接至天然气网络。
进一步地，所述P2G装置包括依次连接的电解水反应单元和甲烷化反应单元，所述电解水反应单元与电力网络连接，所述甲烷化反应单元与天然气网络连接，所述电解水反应单元通入有液态水，所述甲烷化反应单元通入有二氧化碳气体。
进一步地，所述电力网络内设置有可再生能源发电单元。
一种电-气综合能源系统潮流求解方法，包括以下步骤：
S1、分别构建天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型；
S2、针对构建的天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型，通过扩展的牛顿拉夫森算法，以构造电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵；
S3、基于电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，完成电-气综合能源系统的潮流求解。
进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、基于管道流量和燃气压力参数，建立燃气状态方程，结合燃气约束条件，构建得到天然气网络模型；
S12、基于支路电流和节点电压参数，建立电力潮流方程，结合电力约束条件，构建得到电力网络模型；
S13、分别确定燃气轮机模型和P2G装置模型，结合耦合约束条件，构建得到耦合装置模型。
进一步地，所述步骤S11中燃气状态方程包括管道压降运动方程、管道节点流量方程和环能量状态方程，所述管道压降运动方程具体为：
其中，Mij为管道阻力系数，dij为管道内天然气流动方向，fij为管道流量，πi和πj分别为管网节点i与管道支路j的管道压力；
所述管道节点流量方程具体为：
其中，aij为管网节点i与管道支路j的关联元素，Fi为管网节点i的外部输入能量，n为管道支路总数；
所述环能量状态方程具体为：
其中，bij为管道支路环路关联元素，Mj为管道支路阻力系数；
所述燃气约束条件包括气源约束、气负荷约束、管道压力约束以及流量平衡约束。
进一步地，所述步骤S12中电力潮流方程具体为：
其中，Vr与Vo分别为电网节点r与节点o的节点电压，Gro、Bro、δro分别为电网节点r与节点o之间的电导、电纳以及相角差，Pr和Qr分别为电网节点r的有功功率和无功功率；
所述电力约束条件包括设备层约束和网络层约束，所述设备层约束包括供配电设备出力约束、燃气轮机转化出力约束、P2G能耗约束以及负荷功率消耗约束；所述网络层约束包括功率平衡限制以及单位输出限制。
进一步地，所述步骤S13中燃气轮机模型具体为：
ft＝α+βPt+γPt 2
其中，ft为燃气轮机消耗的燃气流量，Pt为燃气轮机输出功率，α、β、γ为燃气轮机的能耗系数；
所述P2G装置模型具体为：
EP2G＝PP2GSηP2GγE
其中，PP2G为电转气装置需消耗电功率，S为运行时间，ηP2G为转化效率，γE为转化系数，EP2G为输出能值，HG为天然气热值，fP2G为电转气装置输出的天然气流量；
所述耦合装置约束具体为：
αP2G×αGT＝1
其中，αP2G以及αGT分别为P2G装置、燃气轮机转换成相同能量电能对应的天然气流量的单位系数。
进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S21、根据天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型，确定电-气综合能源系统迭代公式：
F(XEG (k))＝-JMIX (k)XEG (k)
XEG (k+1)＝XEG (k)+ΔXEG (k)
其中，F(XEG (k))为当前的电-气偏差量列向量，XEG (k)为当前的系统状态量，JMIX (k)为当前的复合雅可比矩阵，表示系统潮流与状态量之间的关系，ΔXEG (k)为当前的状态量迭代值，XEG (k+1)为下一时刻的系统状态量；
S22、由步骤S21的迭代公式，确定F(XEG (k))、XEG (k)、JMIX (k)之间的关系表达式为：
ΔFE＝[ΔP]T
ΔFG＝[Δf]T
XE＝[θ]T
XG＝[π]T
其中，JEE和JGG为复合雅可比矩阵的对角块，分别表征电力和天然气中各能流自身潮流与状态量关系，JEG和JGE为复合雅可比矩阵的非对角块，用于表征不同能流之间的耦合关系，ΔFE为电力系统的有功功率偏差量，ΔFG为天然气网络的流量偏差量，XE和XG分别为电力系统潮流模型中的相角、天然气网络中的气压；
S23、根据步骤S22确定的关系表达式，得到电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵为：
进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、获取电-气互联网络参数以及状态量初始值；
S32、判断天然气网络是否与外界相连，若判断为是，则执行步骤S33，否则执行步骤S34；
S33、选择气源为平衡节点，并确定气源提供的燃气流量，之后执行步骤S35；
S34、选择P2G装置为平衡节点，并确定P2G装置的产气量，之后执行步骤S35；
S35、判断电力网络是否与外界相连，若判断为是，则执行步骤S36，否则执行步骤S37；
S36、选取外电网为平衡节点，并确定外电网提供的功率，之后执行步骤S38；
S37、选取燃气轮机为平衡节点，并确定燃气轮机的发电量，之后执行步骤S38；
S38、计算当前的电-气偏差量列向量，结合复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，完成电-气综合能源系统的潮流求解。
进一步地，所述步骤S38具体包括以下步骤：
S381、计算当前的电-气偏差量列向量，结合复合雅可比矩阵，通过能流迭代运算，得到状态量迭代值；
S382、判断状态量迭代值的绝对值是否小于预设阈值，若判断为是，则输出对应的电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，否则返回步骤S381继续迭代计算。
与现有技术相比，本发明将P2G装置引入综合能源系统，得到电-气综合能源系统，并针对该系统，通过分别构建电力网络模型、天然气网络模型以及耦合装置模型，充分考虑耦合约束条件，使得电-气综合能源系统能够更加贴合实际；此外，本发明将牛顿-拉夫孙潮流求解法扩展到电-气综合能源系统的多能流求解中，基于系统参数初始化、通过构造电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵，结合能流迭代运算，能够可靠保证潮流求解的准确性。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的方法流程示意图；
图3为本发明中构建系统的过程示意图；
图4为实施例中燃气轮机消耗天然气量的曲线示意图；
图5为本发明中潮流求解的过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种电-气综合能源系统，包括电力网络(电力网络内设置有可再生能源发电单元)和天然气网络，电气网络和天然气网络通过耦合装置相互连接，耦合装置包括燃气轮机和P2G装置，天然气网络通过燃气轮机连接至电力网络，电力网络通过P2G装置连接至天然气网络。其中，P2G装置包括依次连接的电解水反应单元和甲烷化反应单元，电解水反应单元与电力网络连接，甲烷化反应单元与天然气网络连接，电解水反应单元通入有液态水，甲烷化反应单元通入有二氧化碳气体。
针对上述电-气综合能源系统，进行相应的潮流求解，其具体过程如图2所示，包括以下步骤：
S1、分别构建天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型；
S2、针对构建的天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型，通过扩展的牛顿拉夫森算法，以构造电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵；
S3、基于电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，完成电-气综合能源系统的潮流求解。
其中，如图3所示，步骤S1具体包括以下步骤：
S11、基于管道流量和燃气压力参数，建立燃气状态方程，结合燃气约束条件，构建得到天然气网络模型，燃气状态方程包括管道压降运动方程、管道节点流量方程和环能量状态方程，管道压降运动方程具体为：
其中，Mij为管道阻力系数，dij为管道内天然气流动方向，fij为管道流量，πi和πj分别为管网节点i与管道支路j的管道压力；
管道节点流量方程具体为：
其中，aij为管网节点i与管道支路j的关联元素，Fi为管网节点i的外部输入能量，n为管道支路总数；
环能量状态方程具体为：
其中，bij为管道支路环路关联元素，Mj为管道支路阻力系数；
燃气约束条件包括气源约束、气负荷约束、管道压力约束以及流量平衡约束；
S12、基于支路电流和节点电压参数，建立电力潮流方程，结合电力约束条件，构建得到电力网络模型，电力潮流方程具体为：
其中，Vr与Vo分别为电网节点r与节点o的节点电压，Gro、Bro、δro分别为电网节点r与节点o之间的电导、电纳以及相角差，Pr和Qr分别为电网节点r的有功功率和无功功率；
电力约束条件包括设备层约束和网络层约束，设备层约束包括供配电设备出力约束、燃气轮机转化出力约束、P2G能耗约束以及负荷功率消耗约束；网络层约束包括功率平衡限制以及单位输出限制；
S13、分别确定燃气轮机模型和P2G装置模型，结合耦合约束条件，构建得到耦合装置模型，燃气轮机模型具体为：
ft＝α+βPt+γPt 2
其中，ft为燃气轮机消耗的燃气流量，Pt为燃气轮机输出功率，α、β、γ为燃气轮机的能耗系数；
P2G装置模型具体为：
EP2G＝PP2GSηP2GγE
其中，PP2G为电转气装置需消耗电功率，S为运行时间，ηP2G为转化效率，γE为转化系数，EP2G为输出能值，HG为天然气热值，fP2G为电转气装置输出的天然气流量；
耦合装置约束具体为：
αP2G×αGT＝1
其中，αP2G以及αGT分别为P2G装置、燃气轮机转换成相同能量电能对应的天然气流量的单位系数。
步骤S2则具体包括以下步骤：
S21、根据天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型，确定电-气综合能源系统迭代公式：
F(XEG (k))＝-JMIX (k)XEG (k)
XEG (k+1)＝XEG (k)+ΔXEG (k)
其中，F(XEG (k))为当前的电-气偏差量列向量，XEG (k)为当前的系统状态量，JMIX (k)为当前的复合雅可比矩阵，表示系统潮流与状态量之间的关系，ΔXEG (k)为当前的状态量迭代值，XEG (k+1)为下一时刻的系统状态量；
S22、由步骤S21的迭代公式，确定F(XEG (k))、XEG (k)、JMIX (k)之间的关系表达式为：
ΔFE＝[ΔP]T
ΔFG＝[Δf]T
XE＝[θ]T
XG＝[π]T
其中，JEE和JGG为复合雅可比矩阵的对角块，分别表征电力和天然气中各能流自身潮流与状态量关系，JEG和JGE为复合雅可比矩阵的非对角块，用于表征不同能流之间的耦合关系，ΔFE为电力系统的有功功率偏差量，ΔFG为天然气网络的流量偏差量，XE和XG分别为电力系统潮流模型中的相角、天然气网络中的气压；
S23、根据步骤S22确定的关系表达式，得到电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵为：
步骤S3具体包括以下步骤：
S31、获取电-气互联网络参数以及状态量初始值；
S32、判断天然气网络是否与外界相连，若判断为是，则执行步骤S33，否则执行步骤S34；
S33、选择气源为平衡节点，并确定气源提供的燃气流量，之后执行步骤S35；
S34、选择P2G装置为平衡节点，并确定P2G装置的产气量，之后执行步骤S35；
S35、判断电力网络是否与外界相连，若判断为是，则执行步骤S36，否则执行步骤S37；
S36、选取外电网为平衡节点，并确定外电网提供的功率，之后执行步骤S38；
S37、选取燃气轮机为平衡节点，并确定燃气轮机的发电量，之后执行步骤S38；
S38、计算当前的电-气偏差量列向量，结合复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到状态量迭代值；
判断状态量迭代值的绝对值是否小于预设阈值，若判断为是，则输出对应的电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，否则返回重新继续迭代计算。
本实施例应用上述技术方案，其具体过程包括：
首先从天然气网络、电力网络、耦合装置三个方面进行模型建立，并简化两种能源中部分设备的接入，使得模型机理得到简化：
I、天然气网络建模
天然气网络潮流的求解主要是解决管道压力和节点流量两类变量的关系。一般用运动方程、连续性方程和状态方程三个方程描述天然气的参数：
1.1管道压降运动方程
天然气管道压降运动方程的参数有管道阻力系数Mij、管道内天然气流动方向dij、管道流量fij以及管道压力πi：
1.2管道节点流量方程
含有n条支路的管道，管道节点流量方程描述需要的参数有节点支路关联元素aij、节点外部输入能量Fi：
1.3环能量状态方程
含有n条管道支路的天然气网络，其环路状态方程描述参数包括管道支路环路关联元素bij、管道支路阻力系数Mj：
1.4天然气网络约束
涉及天然气网络的约束包含流量平衡约束、节点气压约束、气源气负荷约束：
天然气网络的气源约束：
fG min≤fG≤fG max
气负荷限制：
fL min≤fL≤fL max
管道压力约束：
πmin≤π≤πmax
此外，还需要对节点与气源、负荷、管路这三者相互之间的关联方程E、F、A约定流量平衡：
E×fG＝F×fL+A×fP
II、电力网络建模
2.1电力潮流方程
电力网络建模基于电网的节点方程和回路方程，通过节点r与节点o的节点电压Vr与Vo，节点r与节点o之间的电导Gro、电纳Bro以及相角差δro来描述有功功率Pr和无功功率Qr：
2.2电力网络约束
与电网相关的限制来自设备与网络两方面，设备层包括供配电设备PG、燃气轮机PGT、电转气设备的能耗PP2G以及负荷传输功率PL，其约束关系如下：
供配电设备PG的出力约束：
PGi min≤PGi≤PGi max
燃气轮机PGT的转化出力约束：
PGTi min≤PGTi≤PGTi max
电转气设备的能耗PP2G的能耗约束：
PP2G min≤PP2G≤PP2G max
负荷功率PL消耗约束：
PL min≤PL≤PL max
而网络层则包括功率平衡限制、单位输出限制：
III、电-气耦合装置建模
3.1燃气轮机装置建模
如图4所示，可通过燃气轮机消耗的燃气流量ft与燃气轮机输出功率Pt的发电量数据进行曲线拟合，通过燃气轮机的能耗系数α、β、γ得到两者的数学关系为：
ft＝α+βPt+γPt 2
3.2电转气装置建模
根据图1中电转气装置的运行机理，电转气装置需消耗电功率PP2G，通过转化效率ηP2G与转化系统γE，得到输出能值EP2G，然后结合化学机理，通过天然气热值HG可量化得到电转气装置输出的天然气流量fP2G，由此得到电转气装置的数学模型为：
EP2G＝PP2GSηP2GγE
3.3耦合装置约束
耦合装置的两类设备(燃气轮机、电转气装置)在网络层交换总量应互有约束，气网i节点以及电气网络r节点上电转气设备所引起的天然气气体流量以及消耗功率量QP2G,i、PP2G,r，气网i节点以及电气网络r节点上燃气轮机所消耗的天然气气体流量以及有功功率量QGT,r以及PGT,i，ηP2G与ηGT由电转气装置以及燃气轮电机产电途中的能量生成效率表示，αP2G以及αGT分别表示转换成相同能量的电能的天然气流量的单位系数：
QP2G,i＝ηP2GαP2GPP2G,r
QGT,r＝ηGTαGTPGT,i
转换成相同能量的电能的天然气流量的两个单位系数αP2G以及αGT需满足：
αP2G×αGT＝1
IV、模型求解
针对上述模型，采用扩展的牛顿拉夫森算法来求解多能流的潮流求解公式，依照上述公式构建的电力网络、天然气网络以及耦合装置的数学模型，构造电-气综合能源系统的雅可比矩阵进行潮流求解。
4.1按照电力网络潮流方程的迭代公式，列写电-气综合能源系统迭代公式：
F(XEG (k))＝-JMIX (k)XEG (k)
XEG (k+1)＝XEG (k)+ΔXEG (k)
其中，F(XEG (k))为当前的电-气偏差量列向量，XEG (k)为当前的系统状态量，JMIX (k)为当前的复合雅可比矩阵，表示系统潮流与状态量之间的关系，ΔXEG (k)为当前的状态量迭代值，XEG (k+1)为下一时刻的系统状态量；
4.2构造F(XEG (k))、XEG (k)、JMIX (k)参数的雅可比矩阵：
ΔFE＝[ΔP]T
ΔFG＝[Δf]T
XE＝[θ]T
XG＝[π]T
其中，JEE和JGG为复合雅可比矩阵的对角块，分别表征电力和天然气中各能流自身潮流与状态量关系，JEG和JGE为复合雅可比矩阵的非对角块，用于表征不同能流之间的耦合关系，ΔFE为电力系统的有功功率偏差量，ΔFG为天然气网络的流量偏差量，XE和XG分别为电力系统潮流模型中的相角、天然气网络中的气压；
4.3列写电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵最终构造形式：
本实施例中，整个电-气综合能源系统的混合潮流计算流程如图5所示。
电转气装置的引入，使得传统的电-气能源系统有了新型约束条件的加入，对于引入电转气技术的电-气综合能源系统，其能源的利用效率较传统模型有所提高，如表1和表2所示。因而，本技术方案考虑耦合关系加深的约束条件，以使得目标函数更贴合实际情况，以保证引入电转气技术的电-气综合能源系统的模型准确性。
表1三种模型差异对比
| 模型类型 | 新型耦合约束条件 | 包含电转气装置 |
| 本方案模型 | √ | √ |
| 传统模型一 | × | √ |
| 传统模型二 | × | × |
表2三种模型算例结果对比
针对接入电转气装置的电-气综合能源系统的耦合关系变化，现有技术相关研究较少，尽管传统电-气综合能源系统的研究文献已有一定数量，但为方便模型求解，在一定程度对两者耦合约束做了理想化处理，只简单考虑设备的出力约束，未对互联型的综合能源系统对耦合关系所造成的影响进行探讨。本技术方案通过合理提出新型约束条件，以可再生能源利用量最大化为目标函数，建立两种网络耦合关系上的新型约束条件，对两种能源网络模型进行算例求解，使得耦合关系更加贴合电-气综合能源系统的实际运行。
Claims (10)
1.一种电-气综合能源系统，包括电力网络和天然气网络，其特征在于，所述电气网络和天然气网络通过耦合装置相互连接，所述耦合装置包括燃气轮机和P2G装置，所述天然气网络通过燃气轮机连接至电力网络，所述电力网络通过P2G装置连接至天然气网络。
2.根据权利要求1所述的一种电-气综合能源系统，其特征在于，所述P2G装置包括依次连接的电解水反应单元和甲烷化反应单元，所述电解水反应单元与电力网络连接，所述甲烷化反应单元与天然气网络连接，所述电解水反应单元通入有液态水，所述甲烷化反应单元通入有二氧化碳气体。
3.一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别构建天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型；
S2、针对构建的天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型，通过扩展的牛顿拉夫森算法，以构造电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵；
S3、基于电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，完成电-气综合能源系统的潮流求解。
4.根据权利要求3所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、基于管道流量和燃气压力参数，建立燃气状态方程，结合燃气约束条件，构建得到天然气网络模型；
S12、基于支路电流和节点电压参数，建立电力潮流方程，结合电力约束条件，构建得到电力网络模型；
S13、分别确定燃气轮机模型和P2G装置模型，结合耦合约束条件，构建得到耦合装置模型。
5.根据权利要求4所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S11中燃气状态方程包括管道压降运动方程、管道节点流量方程和环能量状态方程，所述管道压降运动方程具体为：
其中，Mij为管道阻力系数，dij为管道内天然气流动方向，fij为管道流量，πi和πj分别为管网节点i与管道支路j的管道压力；
所述管道节点流量方程具体为：
其中，aij为管网节点i与管道支路j的关联元素，Fi为管网节点i的外部输入能量，n为管道支路总数；
所述环能量状态方程具体为：
其中，bij为管道支路环路关联元素，Mj为管道支路阻力系数；
所述燃气约束条件包括气源约束、气负荷约束、管道压力约束以及流量平衡约束。
6.根据权利要求5所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S12中电力潮流方程具体为：
其中，Vr与Vo分别为电网节点r与节点o的节点电压，Gro、Bro、δro分别为电网节点r与节点o之间的电导、电纳以及相角差，Pr和Qr分别为电网节点r的有功功率和无功功率；
所述电力约束条件包括设备层约束和网络层约束，所述设备层约束包括供配电设备出力约束、燃气轮机转化出力约束、P2G能耗约束以及负荷功率消耗约束；所述网络层约束包括功率平衡限制以及单位输出限制。
7.根据权利要求6所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S13中燃气轮机模型具体为：
ft＝α+βPt+γPt 2
其中，ft为燃气轮机消耗的燃气流量，Pt为燃气轮机输出功率，α、β、γ为燃气轮机的能耗系数；
所述P2G装置模型具体为：
EP2G＝PP2GSηP2GγE
其中，PP2G为电转气装置需消耗电功率，S为运行时间，ηP2G为转化效率，γE为转化系数，EP2G为输出能值，HG为天然气热值，fP2G为电转气装置输出的天然气流量；
所述耦合装置约束具体为：
αP2G×αGT＝1
其中，αP2G以及αGT分别为P2G装置、燃气轮机转换成相同能量电能对应的天然气流量的单位系数。
8.根据权利要求3所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S21、根据天然气网络模型、电力网络模型以及耦合装置模型，确定电-气综合能源系统迭代公式：
F(XEG (k))＝-JMIX (k)XEG (k)
XEG (k+1)＝XEG (k)+ΔXEG (k)
其中，F(XEG (k))为当前的电-气偏差量列向量，XEG (k)为当前的系统状态量，JMIX (k)为当前的复合雅可比矩阵，表示系统潮流与状态量之间的关系，ΔXEG (k)为当前的状态量迭代值，XEG (k+1)为下一时刻的系统状态量；
S22、由步骤S21的迭代公式，确定F(XEG (k))、XEG (k)、JMIX (k)之间的关系表达式为：
ΔFE＝[ΔP]T
ΔFG＝[Δf]T
XE＝[θ]T
XG＝[π]T
其中，JEE和JGG为复合雅可比矩阵的对角块，分别表征电力和天然气中各能流自身潮流与状态量关系，JEG和JGE为复合雅可比矩阵的非对角块，用于表征不同能流之间的耦合关系，ΔFE为电力系统的有功功率偏差量，ΔFG为天然气网络的流量偏差量，XE和XG分别为电力系统潮流模型中的相角、天然气网络中的气压；
S23、根据步骤S22确定的关系表达式，得到电-气综合能源系统的复合雅可比矩阵为：
9.根据权利要求3所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、获取电-气互联网络参数以及状态量初始值；
S32、判断天然气网络是否与外界相连，若判断为是，则执行步骤S33，否则执行步骤S34；
S33、选择气源为平衡节点，并确定气源提供的燃气流量，之后执行步骤S35；
S34、选择P2G装置为平衡节点，并确定P2G装置的产气量，之后执行步骤S35；
S35、判断电力网络是否与外界相连，若判断为是，则执行步骤S36，否则执行步骤S37；
S36、选取外电网为平衡节点，并确定外电网提供的功率，之后执行步骤S38；
S37、选取燃气轮机为平衡节点，并确定燃气轮机的发电量，之后执行步骤S38；
S38、计算当前的电-气偏差量列向量，结合复合雅可比矩阵，进行能流迭代运算，得到电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，完成电-气综合能源系统的潮流求解。
10.根据权利要求9所述的一种电-气综合能源系统潮流求解方法，其特征在于，所述步骤S38具体包括以下步骤：
S381、计算当前的电-气偏差量列向量，结合复合雅可比矩阵，通过能流迭代运算，得到状态量迭代值；
S382、判断状态量迭代值的绝对值是否小于预设阈值，若判断为是，则输出对应的电网有功、功角参数以及天然气流量、压力参数，否则返回步骤S381继续迭代计算。
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