[发明专利]一种综合能源系统多能流可靠性评估方法

说明书

本发明提供的一种综合能源系统多能流可靠性评估方法，通过研究综合能源系统的规划和运行，得到系统内多类型能源的需求特性，提出短期及中长期负荷预测方法；通过研究综合能源系统集中式供能和分布式供能的网络特性，建立多层级综合能源系统的协调规划方法，得出多类型能源供应站和网络架构设计方案，提出综合能源系统的可靠性评估方法，提出典型集中式和分布式架构下综合能源系统的优化运行及需求响应方法，为综合能源系统安全、可靠、经济运行提供有力的技术支持和决策保障；最后从多个角度建立综合评估指标体系，结合当地实际情况提出相应的建设和运营策略。

技术领域

本发明涉及综合能源系统可靠性评估技术领域，尤其涉及一种综合能源系统多能流可靠性评估方法。

背景技术

与现有的供电、供气、供冷/热一样，综合能源系统最基本的要求包括安全、可靠、经济。可靠性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规划、运行等生产实践活动。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，开展其可靠性评估研究具有十分重要的意义。

与单一供能系统的可靠性评估不同，综合能源系统包含电、气、冷/热等多种不同的能源形式，各种能源形式特性各异，各种能源形式间还存在复杂的耦合关联，使得综合能源系统不同于各单一供能系统，已有的可靠性评估方法及指标等不再适用；其次，在能源系统与新兴信息通信技术深度融合的发展趋势下，综合能源系统的运行更加智能化，各组成部分间存在信息交互。由此可见，亟需研究适用于综合能源的可靠性评估。

针对电-气耦合系统，在一些现有技术中建立了燃气系统和电力系统联合运行的可靠性模型，对联合循环发电厂能够提供的最大电量进行评估。在一些现有技术中考虑了气体的运动速度和压缩性质，通过管道存储量保证了短期内电力系统的可靠性，用混合系统整数线性优化经济调度模型计算天然气供应对系统充裕度的影响，发现为系统预留充足的管存气水平可以有效提升联合系统应对能源供应短缺风险的能力。Modassar Chaudry等以天然气供应、储气和发电成本最低为目标函数，考虑风速、气源供应能力和基础设施偶然故障几种不确定因素，用蒙特卡洛仿真电-气互联系统的状态，计算了失负荷率和期望供缺能量两项可靠性指标。余娟等提出考虑风电弃用的电/气/热负荷削减优化模型，从系统和设备两个角度出发，建立电-气互联系统电力/气量/热力不足期望、弃风期望和电转气装置容量利用率等可靠性指标，然后计及元件故障、电/气/热负荷和风电功率的随机性，利用非时序蒙特卡洛模拟法评估含电转气电-气互联系统的可靠性。

针对电、热、气耦合系统，Koeppel G等基于能量枢纽模型使用马尔科夫状态抽样方法对含电、热、气、冷的多能源系统进行可靠性评估，并得到了相应的能源不足期望值等可靠性指标。QI Y D等分析了微型燃气轮机的冷-热-电联产对提高电力系统可靠性的积极作用。进一步地，Mohammad-Hossein Shariatkhah等用马尔科夫链蒙特卡洛法建模热力负荷的动态。吕佳炜等利用热惯性对综合能源系统多能互济的特性进行分析,计算得到不同时间断面内各子系统支援容量，基于此推导出能流互济可靠性增益指标。Juan Y等借鉴电力系统风险评估的研究思路使用非时序蒙特卡洛的评估框架对电-热-气能源系统进行风险评估，并考虑了电-热-气潮流的稳态分析。陈胜等计及了电力系统、天然气系统之间3方面的耦合,在综合能源系统稳态能量流的基础上，考虑了电、气、热负荷以及风电场出力的不确定性，并采用蒙特卡罗模拟法求解综合能源系统概率能量流。葛少云等通过故障模式影响分析法与蒙特卡洛模拟法相结合的方法，分别建立并网与电孤岛两种典型运行模式可靠性的评估模型。李更丰等对综合能源系统可靠性评估的研究现状进行梳理，从可靠性评估的模型、算法及评价指标等方面归纳目前亟需解决的问题，并提出可能的解决思路。严超等按照地理跨度从国家、区域、城市、园区和用户层面对新一代能源系统的概念进行了定义，介绍了对其开展风险评估的含义及意义，并按照电、热、气、电-气、电-热-气等不同能源子系统的分类梳理了新一代能源系统风险评估的研究现状。

发明内容