新一代能源系统风险评估的理论与方法研究

In the energy revolution, the new generation energy system is proposed for developing the renewable energy and improving the utilization efficiency of the comprehensive energy thoroughly. It is necessary to develop the risk assessment theory for guaranteeing the safety and the reliability. However, it is a great challenge for the risk assessment of the new generation energy system because of the inter-conversion of the multi-energy in the sides of the energy supply and the demand as well as the inter-coupling of the energy transmission network. The research is rare and empty. The project is proposed aimed at overcoming the lack of the theory and the method of the risk assessment for the new generation energy system. The complex uncertainty and the conversion coupling are studied in the energy supply, the transmission and the demand in the new generation energy system. The multi-level and multi-type comprehensive risk assessment system is built based on the research of the risk modeling, the assessment and the analysis. Also, the risk assessment theory system of the new generation energy system is established thoroughly. The risk source is identified based on the risk tracing method. This project aims at providing the logical quantitative assessment tool of the new generation energy system for reinforcing the weak points, controlling the risk, planning and scheduling. Moreover, the project will provide the scientific advice for planning and scheduling as well as improve the safety operation level of the whole new generation energy system.

在能源革命的背景下，世界各国纷纷提出构建以最大限度开发利用新能源、最大幅度提高能源综合利用效率为使命的新一代能源系统。为保障和评估其安全可靠性，必须对其开展风险评估。然而，能源供应、需求等环节多种能源的相互转化特性和能源传输网络的相互耦合特性使得对新一代能源系统的风险评估极具挑战，相关研究十分少见甚至尚属空白。本项目就是针对当下缺乏完善有效的新一代能源系统风险评估框架和方法这一现状提出的，旨在通过对新一代能源系统中能源供应、传输和需求环节的复杂不确定性和转化耦合特性进行探索，从风险建模、评估、分析等方面展开研究，提出多元多层次的综合评价指标体系，进而建立一套完善的新一代能源系统风险评估理论体系，并以此为基础研究风险追踪技术，从而识别风险源头，为系统薄弱环节的加固、风险管控、扩展规划、运行安排等提供定量的参考依据，力争为其规划和运行提供科学的决策指导，提高新一代能源系统的整体安全运行水平。

构建以电力系统为核心、多能源集成互补的新一代能源系统，对于建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系具有重要意义。随着能源系统向高比例可再生能源并网、多种能源系统高度耦合互联、运营模式不断多样化的新一代能源系统发展，未来能源系统面临的风险也更加复杂多样，对其开展风险评估研究可以为新一代能源系统的科学规划与可靠运行提供重要保障，具有重要的理论和实用价值。.项目针对新一代能源系统风险评估面临的精细建模难、高效评估难和统一评价难的三大难题，按照“风险建模—风险评估方法—风险评价体系”的总体研究思路开展了研究，取得的成果包括：①建立了考虑多能源耦合转化关系及多种不确定性因素的新一代能源系统风险模型，精确刻画了新一代能源系统的风险特性；②首次实现了“状态高效抽样—状态量化分析—状态优化校正—风险预防”的新一代能源系统风险评估系统化方法，在对系统进行精细化风险评估的同时显著提高了计算效率，并兼顾了不同的运营模式；③建立了基于㶲的新一代能源系统风险统一评价体系，实现了对电、气、热多种能源网络风险的统一度量。综上，项目建立了一套完备的新一代能源系统风险评估理论体系，为新一代能源系统的风险评估提供了科学量化的高效分析工具，有效支撑新一代能源系统的安全可靠运行。.项目执行期间，发表学术论文46篇（其中，SCI论文18篇，EI论文43篇），申请专利10项，制定国际标准3项（牵头2项），行业标准2项，国内外学术交流活跃。项目负责人别朝红被评为2018年度教育部长江学者特聘教授，获IEC 1906 Award及2020年度中国电力杰出贡献奖。项目组从美国引进陈晨和段超2名国家级青年人才，项目成员丁涛入选陕西省杰青，培养9名博士生和6名硕士生。以项目部分成果为支撑，项目组获2019年陕西省科学技术进步一等奖和2021年度中国电力科学技术进步二等奖。