[发明专利]一种能源互联系统短期运行充裕性评估方法

说明书

本发明公开了一种能源互联系统短期运行充裕性评估方法，包括以下步骤：1)建立能源互联系统运行充裕性评估指标体系；2)能源互联系统日前数据采集；3)能源互联系统中不确定性场景生成，采取基于分层采样原理的拉丁超立方采样方法；4)对能源互联系统各个元件运行状态进行模拟；5)基于能源互联系统中各个系统的时序特征，建立能源互联系统耦合运行状态模拟；6)使用蒙特卡洛模拟法对运行态的能源互联系统进行充裕性评估。本发明通过多次模拟取平均值提高准确性，能够对于运行中的能源互联系统的充裕性进行合理的评估。

技术领域

本发明属于运行短期系统评估领域，具体涉及一种能源互联系统短期运行充裕性评估方法。

背景技术

电力系统运行可靠性短期评估的定义为：计及设备自身健康状况、外部环境条件、系统运行条件和系统运行行为时，电力系统在短期内按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电力和电量的能力的度量。

传统可靠性评估通常对电力系统规划设计提供决策依据，以中长期指标居多。对于包含波动性可再生能源的电力系统短期运行充裕性研究方法欠缺。随着第三次工业革命背景下能源互联系统的发展，以新能源技术和信息技术相结合为特征的一种新型能源利用体系能源互联系统兴起。其大量可再生能能源引入导致供给波动，多种能源可供选择的特征导致负荷需求波动量比之前大，使得系统充裕性受到一定影响。

能源互联系统中各个系统间存在相互耦合作用，当其中一个系统出现故障时会使得其他系统的状态也受到一定影响，同时其他系统能够对故障系统起到一定支撑作用。由于现代社会生产生活对供能可靠性的依赖，任何失负荷事故所造成的损失是无法忽视的。因此有必要对能源互联系统进行运行充裕性评估，评估在不同调度策略下在系统可能发生故障的情况下，系统出现失负荷情况的频率以及严重程度。在选择调度策略时不仅考虑到调度成本的经济性，也计及系统运行风险程度对调度进行筛选。由于其他系统对于故障系统能起到一定支撑作用，因此在发生故障后可对调度策略进行调整，可利用能源互联系统充裕性评估指标对调度策略调整前后系统充裕性进行对比，选取对故障系统支撑作用较好的调度调整策略。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明提供一种能源互联系统短期运行充裕性评估方法，所述系统元件在运行中以一定概率出现故障情况下，评估能源互联系统及其内含系统分别所受到影响失负荷的概率、失负荷平均严重程度及延迟失负荷概率的方法。

技术方案：本发明的一种能源互联系统短期运行充裕性评估方法，包括下述步骤：

(1)建立能源互联系统运行充裕性指标体系，所述能源互联系统包括电力系统、天然气系统和热力系统，所述指标体系包括运行失负荷概率、运行失负荷期望及延迟失负荷概率三项；

(2)能源互联系统日前数据采集，包括各系统物理网络结构数据、用户负荷日前预测数据、可再生能源出力日前预测数据、元件运行过程中故障率及日前调度策略中各机组出力数据；

(3)能源互联系统中不确定性场景生成，对所述步骤(2)中采集得到的用户负荷日前预测数据及可再生能源出力日前预测数据，根据历史统计数据统计出的用户电力负荷需求及风电出力的预测量与实际量的偏差值，采用拉丁超立方采样方法生成可能的不确定性场景；

(4)对能源互联系统各个元件运行状态进行随机模拟：针对所述步骤(2)中元件在运行过程中故障概率，通过模拟运行过程中各个元件的运行状况，得到元件时序状态数据；

(5)基于能源互联系统中各个系统时序特征，能源互联系统耦合运行状态计算：基于步骤2)中能源互联系统数据及步骤3)和步骤4)的不确定性场景模拟和元件运行状态模拟，分别计算在各个场景下，能源互联系统在日前调度策略指导下的运行状态；

6)使用蒙特卡洛模拟法，对各个不确定场景下的能源互联系统进行10000次以上运行状态的模拟，对其进行充裕性评估，并求取最终充裕性指标，包括各分系统及能源互联系统整体的失负荷概率，运行失负荷期望和延迟失负荷概率。