[发明专利]一种基于多能流故障耦合传播的综合能源系统风险识别方法

说明书

本发明介绍了一种基于多能流故障耦合传播的综合能源系统风险识别方法，涉及综合能源安全分析领域，包括以下步骤:1)分别建立电力系统、热力系统、天然气系统、电气热耦合设备的数学模型；2)风险识别体系设计：针对综合能源系统包含多能源类型，提出多维度风险识别指标体系；3)结合综合能源网络潮流优化算法计算分析电气热耦合系统的负荷裕度优化模型；4)基于负荷裕度损失概率的风险，在综合能源系统中确定能量输送网络的关键支路、节点、耦合传播路径、以及异质能流之间相互转化的关键能量枢纽。本发明提出了一种基于多能流故障耦合传播的综合能源系统风险识别方法，提高社会能源供应的安全性、灵活性、可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于多能流故障耦合传播的综合能源系统风险识别方法，属于综合能源系统安全分析领域。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的基础，是国民经济的命脉。如何在确保人类社会能源可持续供应的同时减少用能过程中的环境污染，是当今世界各国共同关心的问题。面对资源和环境的双重挑战，许多国家将综合能源系统(IES)作为未来的发展战略。IES打破了原有的冷/热/电/气供能系统独立设计、规划、运行和控制的模式，在规划、设计、建设和运行的过程中，对各类能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调与优化，可提高社会能源供应的安全性、灵活性、可靠性。

然而，随着不同能源系统更加紧密的耦合，它们之间的交互影响也使得整个系统面临的风险增加。特别是不同能源系统的故障可能通过能源系统之间的耦合而传播，进而导致更加严重的后果；风险评估可以用定性或者定量的指标反映系统的能源供应中断的风险水平，从而指导综合能源系统的运行、检修等生产实践活动。随着经济社会的发展，人们对能源供给的可靠性要求越来越高，综合能源系统与电、气、冷及热等多种负荷在物理上直接相连，确保综合能源系统的供能可靠性显得尤为重要，开展其风险评估研究具有十分重要的意义。

有别于较为成熟的电力系统风险评估，目前国内外关于综合能源系统风险评估的研究不多：其中，研究利用马尔可夫模型，对建筑中的小型冷－热－电联产系统可靠性进行了量化分析，结果显示冷－热—电联产后供能可靠性的各项指标都有大幅度改善；针对含有储能的多能微网，分别对并网与孤岛2种典型运行模式建立了可靠性评估模型，然而，现有方法的一大特点是未能考虑综合能源系统内部的拓扑结构，其缺陷在于忽略了管道可能出现的故障，而在实际中管道出现故障的概率要远大于设备停运的概率，导致系统运行的风险被低估。

发明内容

本发明采用如下研究技术方案：一种基于多能流故障耦合传播的综合能源系统风险识别方法，该方法包括如下步骤：

步骤1:分别建立电力系统、热力系统、天然气系统、电气热耦合设备的数学模型；

步骤2:针对综合能源系统进行多维度的风险识别；

步骤3:结合综合能源网络潮流优化算法计算分析电气热耦合系统的负荷裕度优化模型；

步骤4:基于负荷裕度损失概率的风险，在综合能源系统中确定能量输送网络的关键支路、节点、耦合传播路径、以及异质能流之间相互转化的关键能量枢纽。

附图说明

附图1为本发明一种基于多能流故障耦合传播的综合能源系统风险识别方法的整体实施流程图。

具体实施方式

步骤1；分别建立电力系统、热力系统、天然气系统、电热耦合设备、电气耦合设备的数学模型；

(1)建立电力系统数学模型：