[发明专利]一种计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法

说明书

本发明公开了一种计及可靠性的电‑气综合能源系统优化方法，包括对系统元件的状态进行抽样，确定系统的运行状态；对系统装置进行可靠性建模，并对系统中各元件连接状态进行拓扑分析；对分析后的系统进行能流计算，判断是否需要能量优化。本发明提供的一种计及可靠性的电‑气综合能源系统优化方法通过定义一种优化配置模型，并使用改进粒子群算法对其进行有效求解，结合优化方法确定了能量枢纽最优容量配置与能量分配结果。基于能量枢纽的多种能源联合规划设计相比传统分供形式，供能方式灵活，并提高了供能的可靠性与系统的经济性。

技术领域

本发明涉及综合能源的技术领域，尤其涉及一种计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会的命脉。由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源综合利用，就成为解决社会经济快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择,在这样的背景下，综合能源系统的概念应运而生。电-气综合能源系统是以电力系统为核心，打破供电、供气、供冷、供热等各种能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，在规划、设计、建设和运行的过量，对气能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调与优化，充分利用可再生能源的新型区域能源供应系统。

基于天然气和电力供能的微网系统是典型用户侧综合能源系统形态，通过对微网中天然气和电力环节进行协调优化，可以提高可再生能源利用率；此外，也可以在耦合系统中发展储气、储电和储势等技术，提高可再生能源的利用率，最终形成多元消纳技术和多元储能技术减少弃风现象。由于电力大量存储会存在高成本等问题，而储气成本相对较低，因此，可以在微网中大力发展储气技术。例如，通过电转气技术将多余的风电转化为天然气进行存储，减小弃风、弃光等现象。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有技术存在功率过载、能流不收敛的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法，包括：

对系统元件的状态进行抽样，确定系统的运行状态；

对系统装置进行可靠性建模，并对系统中各元件连接状态进行拓扑分析；

对分析后的系统进行能流计算，判断是否需要能量优化。

作为本发明所述的计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法的一种优选方案，其中：当能流计算结果存在功率过载、能流不收敛的问题时，对系统进行能量优化；

当能流计算结果正常时，以最大抽样次数K作为收敛判据，当达到最大抽样次数K时，结束计算；当抽样次数未达到时，则进行下一次抽样。

作为本发明所述的计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法的一种优选方案，其中：所述能量优化，包括：

定义一种基于可靠性的电-气综合能源系统的优化配置模型，并使用改进粒子群算法对其进行有效求解；

所述优化配置模型的步骤包括：

建立电-气综合能源系统经济调度模型的目标函数；

确立电-气综合能源系统经济调度模型的等式约束条件；

确立电-气综合能源系统经济调度模型的不等式约束条件。

作为本发明所述的计及可靠性的电-气综合能源系统优化方法的一种优选方案，其中：所述目标函数，包括：