基于严重故障集筛选技术的“电力-天然气”综合能源系统耦合风险评估理论研究

The risk assessment provides important solution to improve the safety of integrated energy system coupling with power system and natural gas system (IES for short)..In this project, the key scientific problems involved in the risk assessment are solved. The main research includes: energy flow distribution mechanism of IES with different morphologic coupling medium after random disturbance, IES risk assessment criteria for multiple space-time dimensions, optimal construction of IES risk assessment network model, efficient risk assessment algorithm based on emergency states screening technique, and so on..Theoretical analysis and numerical simulations are combined to form the systemic theory. The outcomes will provide significant importance to enhance and enrich the theoretical system for risk assessment in IES. It has important theoretical and practical significances in promoting the development of integrated energy system and global energy internet.

电力-天然气综合能源系统（Integrated energy system，简称IES）耦合风险评估是保证IES安全运行的关键技术支撑。.项目针对电力-天然气综合能源系统耦合风险评估涉及的科学问题，重点研究：随机扰动后IES不同形态耦合介质能流分布机理、多时空维度IES风险评估准则、IES风险评估网络模型优化构建，基于严重故障集筛选技术的高效风险评估算法等关键理论和技术问题。.采用理论分析和数字仿真相结合的研究方案，形成系统理论，对于丰富和完善多能源系统风险评估理论体系具有重要意义，有利于推动综合能源系统和能源互联网健康有序发展。

可再生能源“不连续、不稳定、成本高”等问题严重制约了电网对可再生能源的利用。电力–天然气综合能源系统(integrated energy systems，IES)实现了电力系统、天然气系统等多能源系统的交叉互联和复杂耦合，也对系统的运行可靠性和风险调控水平提出了更高的要求。.项目针对电力-天然气综合能源系统耦合风险问题，重点研究了扰动后IES不同形态耦合介质能流分布机理、多时空维度IES风险评估准则、IES风险评估网络模型优化构建和基于严重故障集筛选技术的耦合风险评估算法等关键理论和技术问题，建立随机扰动后多能流链路模型，揭示多能流链路耦合和扰动传播机理，建立IES耦合风险评估指标体系，优化多能流复杂网络风险评估网络模型构建方法，提出适合大规模复杂网络风险评估的高效状态筛选及评估算法，搭建IES耦合风险仿真系统。.通过对不同子系统内部电、气能量流进行同质化建模，实现IES潮流的统一求解，并提出一种电－气综合能源系统概率能量流计算方法；提出计及考虑多能替代的用户用能行为和用户满意度、市场机制、多能动态时间间隔、多微能网互济等因素影响的IES优化调度策略，建立了不同应用场景下综合能源系统最优切负荷模型，为系统提供最优切负荷策略；提出考虑电气耦合特性的风险评估指标等多时空维度下系统耦合风险评估指标；基于改进的非序贯蒙特卡洛法，提出了电-气综合能源系统可靠性评估算法，并通过算例仿真验证了IES耦合风险评估模型、指标及算法的可行性。.研究成果将有助于发现综合能源系统中的潜在问题和薄弱环节，对于提高综合能源系统的安全性、提高新能源消纳能力和利用率有着重要意义，对于指导综合能源系统的规划与调度运行决策具有理论和实践意义。