[发明专利]一种考虑动态特性的综合能源系统可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑动态特性的综合能源系统可靠性评估方法，它包括：将综合能源系统中的元件分为一般元件、产能元件和耦合元件；系统中的产能元件分为传统发电机组和可再生能源发电机组；针对传统发电机组利用多状态马尔科夫模型计算发电功率对应的概率；针对可再生能源发电机组利用参数估计方法计算其一次能源分布和发电功率；根据能源集线器的概念建立耦合元件输入与输出功率的关系；针对系统中各种形式的负荷利用智能算法进行负荷预测；建立综合能源系统的多能量流模型；采用蒙特卡洛法计算综合能源系统的可靠性指标；解决了现有技术对综合能源系统的靠性评估采用传统静态模型的分析方法存在的准确性差算法复杂等技术问题。

技术领域

本发明综合能量网络领域，尤其涉及一种考虑动态特性的综合能源系统可靠性评估方法。

背景技术

当下全球能源陷入了短缺的境地，煤炭和石油资源不断被消耗。但随着一系列新能源的挖掘使用，比如太阳能、风能以及天然气等能源不断被投入电力行业中。综合能源系统通常由电力系统，天然气系统和热力系统组成。这些系统通过能量耦合元件互连，例如热电联产发电机组(CHP)，电转气设备(P2G)，热泵等。不同子系统之间复杂的耦合和交互特性可能会增加系统可靠性评估的困难。此外，还应考虑可再生能源和各种负荷的波动。

通常对于综合能源系统的分析方法的关键部分是分析综合能源系统的能量流。这些子系统的响应速度不同，并且对整个系统的可靠性有很大影响。而作为综合能源系统规划和运行的基础，综合能源系统可靠性评估的研究仍处于起步阶段。现有技术主要是采用传统静态模型的分析方法，通过简单两状态发电机模型和可再生能源的单一拟合分布；随着人们对持续和高质量能源供应需求的不断增加，确保综合能源系统的可靠性至关重要。此外，综合能源系统直接连接各种形式的负荷，如电力，天然气和热能。由于耦合关系复杂，综合能源系统的可靠性分析如果采用现有技术的分析方法存在准确性差，算法复杂等技术问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种考虑动态特性的综合能源系统可靠性评估方法，以解决现有技术对综合能源系统的靠性评估采用传统静态模型的分析方法存在的准确性差算法复杂等技术问题。

本发明技术方案：

一种考虑动态特性的综合能源系统可靠性评估方法，它包括：

步骤S110、将综合能源系统中的元件分为一般元件、产能元件和耦合元件；一般元件是指与系统中能量的产生或转换无关的元件，产能元件和耦合元件是指与系统中能量的产生或转换有关的元件；

步骤S120、系统中的产能元件分为传统发电机组和可再生能源发电机组；针对传统发电机组利用多状态马尔科夫模型计算发电功率对应的概率；针对可再生能源发电机组，利用参数估计方法计算其一次能源分布和发电功率；

步骤S130、系统中的耦合元件是联系不同能源系统的元件，包括热电联产机组、电转气设备和热泵；根据能源集线器的概念建立耦合元件输入与输出功率的关系；

步骤S140、针对系统中各种形式的负荷利用智能算法进行负荷预测；

步骤S150、建立综合能源系统的多能量流模型：使用交流潮流方程描述电力系统，使用动态模型描述燃气系统和热力系统；

步骤S160，根据S110-S150的模型或结果，采用蒙特卡洛法计算综合能源系统的可靠性指标。

步骤S120所述针对传统发电机组利用多状态马尔科夫模型计算发电功率对应的概率的方法为：利用设备参数和历史运行数据得到发电机组功率的N个状态，每个状态i即是一个具体的发电功率P_i,CG，对应的概率设为p_i,CG；通过统计发电机每个状态i的运行时间T_i,CG和从i状态转移到任意状态j的次数k_ij，得到状态转移密度a_ij和a_ii，