[发明专利]基于电气联合优化潮流的电-气联合系统可靠性判断方法

说明书

本发明公开了一种电气联合优化潮流的电‑气联合系统可靠性判断方法。通过多状态模型对电力‑天然气联合系统的设备可靠性进行建模，通过电气联合优化潮流构建电力‑天然气联合系统中电力和天然气的能量双向流动和能量优化配置，通过时序蒙特卡洛法利用目标函数及其约束条件对电力‑天然气联合系统的各个可能的状态均进行仿真处理，获得电力‑天然气联合系统的可靠性参数，根据可靠性参数判断是否可靠，进而采取措施提高保障电‑气联合系统的可靠性。本发明在考虑电气联合优化潮流的情况下准确判断电力‑天然气联合系统的可靠性，从而能帮助调度机构提高电力‑天然气联合系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种电网系统可靠性处理保障方法，特别是涉及了一种基于电气联合优化潮流的电-气联合系统可靠性判断方法，属于综合能源系统运行以及可靠性分析领域。

背景技术

天然气作为一种高效，清洁的化石燃料，在近些年来得到了广泛的使用。根据中国电力企业联合会发布的报告，2016年，燃气机组的发电电量达到了1.833×10⁸MWh，和2015年相比，同期增长了12.81％。另外，随着电转气技术的成熟，过剩的电力可以利用电转气设备，通过电解水过程转化为氢气或进一步甲烷化后，注入天然气传输系统中，从而实现了电力系统和天然气系统之间能量的双向流动。因此，电力系统和天然气系统的耦合关系被进一步加深，电力-天然气联合系统随之产生出。

现有的可靠性判断方法主要用于传统的电力系统，而不能直接用于电力-天然气联合系统。这是因为电力系统和天然气系统的深度耦合，为维持电力-天然气联合系统的可靠性带来了新的挑战，主要表现在以下三个方面：第一，由天然气系统故障所引发的天然气供给不足，将会通过燃气机组引起电力系统的电力供给不足，即天然气系统的故障将会影响电力系统的可靠性，反之亦然；第二，电力系统和天然气系统之间的能量的双向流动，使得通过电气联合优化潮流实现电力系统和天然气系统之间的能量优化配置，从而进一步提高电力-天然气联合系统的可靠性。但是基于电气联合优化潮流的电力-天然气联合系统可靠性判断方法，目前还研究甚少。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种电气联合优化潮流的电-气联合系统可靠性判断方法，解决了在考虑电力系统和天然气系统之间的能量优化配置的情况下，电力-天然气联合系统可靠性判断的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

本发明首先通过多状态模型对电力-天然气联合系统的设备可靠性进行建模，通过电气联合优化潮流构建电力-天然气联合系统中电力和天然气的能量双向流动和能量优化配置，最后通过时序蒙特卡洛法进行仿真，从而求解获得电力-天然气联合系统的可靠性值。

所述的电力-天然气联合系统主要由多个节点连接构成，节点分为纯电力节点、纯天然气节点、电力-天然气节点的三类，且由纯电力节点和电力-天然气节点构成了广义电力节点，由纯天然气节点和电力-天然气节点构成了广义天然气节点；

纯电力节点之间、纯电力节点和电力-天然气节点之间以及电力-天然气节点之间通过电力线路连接，纯天然气节点之间、纯天然气节点和电力-天然气节点之间以及电力-天然气节点之间通过天然气管道连接；

实际系统中，只与电力线路连接的节点为纯电力节点，只与电力线路连接的节点为纯电力节点。

节点中具有燃气机组、非燃气机组、天然气源和电转气设备的四类设备并且连接有天然气负荷和电力负荷，纯电力节点包括电力负荷和非燃气机组的其中之一及以上，纯天然气节点包括天然气负荷和天然气源的其中之一及以上，同时纯电力节点、纯天然气节点均可不包括任何设备。电力-天然气节点包括电力负荷和非燃气机组的之一或者两者且包含天然气负荷和天然气源的之一或者两者，或包含燃气机组和电转气设备的之一或者两者。