一种考虑设备故障风险的综合能源系统运行方法技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑设备故障风险的综合能源系统运行方法，本发明专利技术首先根据实际的能源供给情况，构建相应的综合能源系统能流架构以及各类供能设备出力模型；其次，考虑到供能设备在低载和过载运行时会对设备本身造成不利影响，因此建立基于运行状态的供能设备故障概率模型以及系统故障概率模型；然后，将日前运行策略的计划运行成本与其风险值同时作为优化目标，考虑能量平衡、设备出力及爬坡等约束，建立综合能源系统日前优化运行模型；最后，通过对模型进行处理与求解，生成园区综合能源系统的日前运行策略，在保证了园区系统运行经济性的前提下，优化设备运行工况，降低系统运行风险，提高系统运行安全性。提高系统运行安全性。提高系统运行安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑设备故障风险的综合能源系统运行方法


[0001]本专利技术涉及新能源
，特别是一种考虑设备故障风险的综合能源系统运行方法。

技术介绍

[0002]随着以清洁能源为核心的分布式供能体系出现、能源转换技术和能源耦合设备日趋成熟，不同能源的生产、传输、转换和消纳的壁垒被打破，综合能源系统打破了单一能源系统独立运行模式，实现了多能源综合供给、多能流网络集成以及大量分布式设备接入，成为未来能源系统发展的主要形态。随着综合能源系统的能源转换设备增多，耦合特性增强，加之分布式能源出力具有不确定性，使得综合能源系统的安全运行面临更多挑战。如何进行有效的综合能源系统安全分析、如何规避综合能源系统运行中的潜在风险、如何提高综合能源系统运行的可靠性，对未来综合能源系统的落地建设具有重要的现实意义。
[0003]目前，对于综合能源系统优化运行的研究仍处于理论阶段，主要围绕提高综合能源系统经济性、环保性和安全性三个方面开展。王成山等人提出了基于模型预测控制的多时间尺度优化调度方案，通过滚动优化和动态调整阶段来减小可再生能源和负荷的预测误差，从而提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑设备故障风险的综合能源系统运行方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建电
‑
气
‑
热综合能源系统能流结构，输入为从电网购得的电能、从气网购得的天然气、以及清洁电能，中间过程为各类功能设备对能源的转化，输出为电能和/或热能；构建各个供能设备出力模型；步骤2：建立考虑运行状态的设备故障概率模型；式中：表示设备s在t
f
时刻故障的概率，表示设备s在t
f
时刻的出力值，p
s，0
表示设备s的基础故障概率，p
s，low
表示设备s低载运行可能造成的最大故障概率，p
s，over
表示设备s过载运行可能造成的最大故障概率，和表示设备s处于健康运行状态的最小和最大出力，和表示设备s的最小和最大出力；建立综合能源系统故障概率模型；式中：表示设备s于t
f
时刻发生故障这一故障场景，表示故障场景的概率，Ω
f
表示预想故障设备集，表示t
f
时刻设备s发生故障的概率；步骤3：建立考虑设备故障风险的综合能源系统优化运行模型，包括：建立优化目标函数，式中：C表示目标值，χ1、χ2、χ3表示三个优先级系数，χ1＞x2＞χ3，T表示功能设备的运行时间，C
risk
表示运行策略的风险值，c
plan
表示计划运行成本，建立约束条件，所述约束条件包括能量平衡约束、设备出力约束、联络线/管道约束、设备爬坡约束和系统故障运行约束；步骤4：采用双层优化模型求解考虑设备故障风险的综合能源系统优化运行模型。2.根据权利要求1所述的一种考虑设备故障风险的综合能源系统运行方法，其特征在于，所述步骤1中构建各个供能设备出力模型包括：构建微型燃气轮机出力模型：
式中：P
GT
和H
GT
表示燃气轮机输出的电功率和热功率，η
GT，e
和η
GT，h
表示燃气轮机的发电效率和产热效率，F
GT
表示输入燃气轮机的天然气流量，LHV
ng
表示天然气热值，取9.7kW
·
h/m3；构建燃气锅炉出力模型：H
GB
＝η
GB
F
GB
LHV
ng
式中：H
GB
表示燃气锅炉输出的热功率，η
GB
表示燃气锅炉的产热效率，F
GB
表示输入燃气锅炉的天然气流量，构建燃料电池出力模型：P
FC
＝η
FC
F
FC
LHV
ng
式中：P
FC
表示燃料电池输出的电功率，η
FC
表示燃料电池的发电效率，F
FC
表示输入燃料电池的天然气流量，构建热泵出力模型：H
HP
＝η
HP
P
HP
式中：H
HP
表示热泵输出的热功率，η
HP
表示热泵的产热效率，P
HP
表示输入热泵的电功率。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹驰健，黄曦，陆杨，张雯雯，游祥，武姝凝，闫梦阳，刘至纯，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：