综合能源系统的可靠性评估模型及算法研究

Integrated energy system can improve energy efficiency, reduce pollution emission, and lower the dependence of economy on fossil fuels. With direct connections to various loads of electricity, natural gas, heat/cooling, etc., integrated energy system is an important infrastructure to supply and dispatch various energy forms to customers, and is of significance to the economic and social development. Focusing on the multi-domain nature of the integrated energy system, this project will carry out researches on the reliability models, algorithms and index system of the integrated energy system, and the research works are as follows:.1）Based on the concept of the Energy Hub, we will establish a generalized reliability model that takes into account the complex coupling among electricity, natural gas, heat and cooling;.2）We will study the smart agents and their communication rules, and will present the reliability evaluation algorithm based on smart agent. Such a method is expected to solve the fast state evaluation problems of highly coupled systems;.3）Research will be carried out on the reliability indices for different energy systems, and practical reliability indices will be defined. The reliability index system will be applied in real system to help recognize vulnerable components and provide reference for future system hardening..This project will provide quantitative framework to analyze the reliability performance of integrated energy system, and provide references for the decision-making in integrated energy system planning and operating. This project is of great significance to promote the development of integrated energy system in the future.

综合能源系统对节能减排，促进可再生能源利用具有重要的作用，其与电、气、冷、热等多种负荷在物理上直接相连，是向用户分配和供应多种能源的重要环节，综合能源系统的可靠性水平对经济社会的发展具有重要影响。本项目将针对综合能源系统的多领域特性，对其可靠性评估展开系统深入的研究，主要研究内容包括：.1）建立多输入多输出能源集线器的可靠性评估模型，解决电、气、冷、热多种不同能源形式间复杂耦合关联的通用化建模问题；.2）研究智能体通信规则及其分析决策算法，提出可靠性评估的智能体算法，突破现有算法难以实现信息能源高度融合下系统运行状态准确模拟及快速评估的限制；.3）研究评价不同供能形式可靠性水平的针对性指标，定义元件或环节的重要度指标，形成可靠性评价指标体系。将所提模型、算法及指标体系应用于实际系统，为薄弱环节辨识及强化提供参考。.本项目对提高综合能源系统的可靠性水平，促进其进一步发展具有重要的意义。

综合能源系统对推动我国能源战略转型，构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系具有重要战略意义。以配电网为核心的综合能源系统通常与电、气、冷、热等多种负荷在物理上直接相连，是向用户分配和供应多种能源的重要环节，此外，综合能源系统信息化程度高，系统运行模式与其智能元件间的信息通信关系密切。. 本项目围绕以配电网为核心的综合能源系统的多领域特性，对其可靠性评估开展了系统深入的研究，主要内容包括可靠性评估建模理论、可靠性评估算法和可靠性评价指标体系等方面。可靠性评估建模方面，建立了多输入多输出能源集线器的可靠性评估模型，为构建综合能源系统可靠性评估算法奠定了良好的基础，开展了考虑电力、天然气系统差异性的短期充裕度可靠性评估研究；可靠性评估算法方面，提出了基于智能体通信的综合能源系统可靠性评估算法，构建了信息物理融合下的可靠性评估算法，以负荷点故障状态集合作为训练样本集合，提出了基于感知器学习模型的配电网可靠性评估方法；综合能源系统的可靠性评价指标体系方面，提出考虑了热负荷反弹效应的综合能源系统可靠性指标改进方法，提出了基于故障后果的配电网元件重要度指标评估方法，形成了综合能源系统的可靠性评价指标体系。. 本项目共发表学术论文15篇，其中SCI检索论文1篇，EI检索论文9篇,核心期刊论文5篇，申请国家发明专利2项。本项目培养博士研究生2名，培养硕士研究生3名，其中已毕业硕士研究生2名。. 本项目的研究成果为综合能源系统的可靠性评估提供了评估模型、评估算法及评价指标体系等理论依据，为解决多种能源形式间复杂耦合关联的建模难题、突破系统运行状态准确模拟及快速评估的瓶颈、实现综合能源系统可靠性的准确定量评估提供了参考。