一种综合能源系统运行状态评估方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种综合能源系统运行状态评估方法及系统，其特征在于，包括：建立综合能源系统的运行状态评估体系，并确定综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重；构建综合能源系统的多目标优化调度模型，并基于运行状态评估体系中各指标的权重，建立运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系；对能量转化设备多时段下的状态概率进行建模，并根据综合能源系统的多目标优化调度模型和运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度；根据不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度，确定综合能源系统的运行状态是否存在风险，本发明专利技术可广泛用于运行调度控制领域中。制领域中。制领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统运行状态评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及运行调度控制领域，特别是关于一种综合能源系统运行状态评估方法及系统。

技术介绍

[0002]综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息方式和创新管理模式，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济。
[0003]能源是社会发展的动力和人类生存的基础，传统化石能源快速消耗及环境日益污染的双重困境，催生出以电力系统为核心的能源互联网口，通过耦合电力、交通、天然气、热冷等系统实现优势互补及可再生能源在广域范围内的共享和高效利用，提供优质的能源服务。
[0004]然而，现有的综合能源系统运行状态评估方法在进行数据处理时，由于数据多为高维数据，复杂性较高，进而会严重拖慢数据处理效率，以及数据处理的精准度和稳定性，容易出现偏差，且能量转化设备状态变化评估系统的可靠性偏低。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种数据处理的复杂性低且效率高的综合能源系统运行状态评估方法及系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：第一方面，提供一种综合能源系统运行状态评估方法，包括：
[0007]建立综合能源系统的运行状态评估体系，并确定综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重；
[0008]构建综合能源系统的多目标优化调度模型，并基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系；
[0009]对能量转化设备多时段下的状态概率进行建模，并根据综合能源系统的多目标优化调度模型和运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度；
[0010]采用能源集线器，根据不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度，确定综合能源系统的运行状态是否存在风险。
[0011]进一步地，所述综合能源系统的运行状态评估体系包括能源环节指标、供电电压合格率指标、清洁能源电量占比指标、可再生能源利用率指标和配电网环节指标。
[0012]进一步地，所述确定综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，包括：
[0013]采用投影寻踪
‑
灰色关联法，根据综合能源系统的运行状态评估体系的样本聚集程度和类间分散度，定义投影指标函数；
[0014]采用萤火虫算法，求解投影指标函数的最大值，得到综合能源系统的运行状态评
估体系中各指标的权重。
[0015]进一步地，所述构建综合能源系统的多目标优化调度模型，并基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，包括：
[0016]以综合能源系统总收益最大化和能源利用率最大化为优化目标，构建综合能源系统的多目标优化调度模型；
[0017]基于加权和法，求解多目标优化调度模型，得到多目标优化调度模型的Pareto前沿；
[0018]采用模糊隶属度函数，根据多目标优化调度模型的Pareto前沿，得到多目标优化调度模型的最优折中解，并作为多目标优化调度方案；
[0019]采用能源集线器，根据多目标优化调度方案，基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系。
[0020]进一步地，所述对能量转化设备多时段下的状态概率进行建模，并根据综合能源系统的多目标优化调度模型和运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度，包括：
[0021]基于马尔可夫模型，对综合能源系统中能量转化设备多时段下的状态概率进行建模；
[0022]采用蒙特卡洛模拟法，对建模后的能量转化设备进行状态选择；
[0023]将建模后的能量转化设备的状态随机变量纳入能源集线器的能量平衡方程中，基于典型设备模型，确定综合能源系统的运行约束，并采用粒子群算法，求解综合能源系统的多目标优化调度模型，确定综合能源系统的最大收益和能源利用率最大下的系统状态；
[0024]考虑综合能源系统风光资源的随机出力，评估能量转化设备状态变化对综合能源系统可靠性的影响；
[0025]基于不同形式能源的耦合关系和评估结果，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度。
[0026]进一步地，所述采用能源集线器，根据不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度，确定综合能源系统的运行状态是否存在风险，包括：
[0027]基于包含分布式能源发电的能源集线器模型，建立考虑综合需求响应的双层优化模型；
[0028]构建适用能源集线器的不可转移支付联盟博弈模型；
[0029]采用分布式联盟构造博弈算法，根据考虑综合需求响应的双层优化模型，对构建的不可转移支付联盟博弈模型进行求解，得到联盟间分裂合并交易售卖电实现购能成本最优的能源集线器协作方案；
[0030]根据预先设定的判断阈值和最优的能源集线器协作方案，确定综合能源系统的运行状态是否存在风险。
[0031]进一步地，所述采用分布式联盟构造博弈算法，根据考虑综合需求响应的双层优化模型，对构建的不可转移支付联盟博弈模型进行求解，得到最优的能源集线器协作方案，包括：
[0032]根据考虑综合需求响应的双层优化模型，求解不可转移支付联盟博弈模型，并判断得到的能源集线器协作方案中的价格信息是否收敛；
[0033]若收敛，则得到对应的能源需求量求；若不收敛，则设置时间t＝0，采用分布式联盟构造博弈算法，求解t时刻下所有能源集线器集合的最优划分S
opt
；
[0034]根据最优划分S
opt
，求解不可转移支付联盟博弈模型得到联盟间分裂合并交易售卖电实现购能成本最优的能源集线器协作方案，判断时间t是否等于总时间周期T；
[0035]若等于，则通过得到的运行方案进行用能需求的判断；若不等于，则设置t＝t+1，重新求解不可转移支付联盟博弈模型，直至t＝T。
[0036]第二方面，提供一种综合能源系统运行状态评估系统，包括：
[0037]评估体系建立模块，用于建立综合能源系统的运行状态评估体系，并确定综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重；
[0038]耦合关系建立模块，用于构建综合能源系统的多目标优化调度模型，并基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系；
[0039]重要程度确定模块，用于对能量转化设备多时段下的状态概率进行建模，并根据综合能源系统的多目标优化调度模型和运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度；
[0040]风险评估模块，用于采用能源集线器，根据不同能量转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统运行状态评估方法，其特征在于，包括：建立综合能源系统的运行状态评估体系，并确定综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重；构建综合能源系统的多目标优化调度模型，并基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系；对能量转化设备多时段下的状态概率进行建模，并根据综合能源系统的多目标优化调度模型和运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度；采用能源集线器，根据不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度，确定综合能源系统的运行状态是否存在风险。2.如权利要求1所述的一种综合能源系统运行状态评估方法，其特征在于，所述综合能源系统的运行状态评估体系包括能源环节指标、供电电压合格率指标、清洁能源电量占比指标、可再生能源利用率指标和配电网环节指标。3.如权利要求1所述的一种综合能源系统运行状态评估方法，其特征在于，所述确定综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，包括：采用投影寻踪
‑
灰色关联法，根据综合能源系统的运行状态评估体系的样本聚集程度和类间分散度，定义投影指标函数；采用萤火虫算法，求解投影指标函数的最大值，得到综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重。4.如权利要求1所述的一种综合能源系统运行状态评估方法，其特征在于，所述构建综合能源系统的多目标优化调度模型，并基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，包括：以综合能源系统总收益最大化和能源利用率最大化为优化目标，构建综合能源系统的多目标优化调度模型；基于加权和法，求解多目标优化调度模型，得到多目标优化调度模型的Pareto前沿；采用模糊隶属度函数，根据多目标优化调度模型的Pareto前沿，得到多目标优化调度模型的最优折中解，并作为多目标优化调度方案；采用能源集线器，根据多目标优化调度方案，基于综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的权重，建立综合能源系统的运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系。5.如权利要求1所述的一种综合能源系统运行状态评估方法，其特征在于，所述对能量转化设备多时段下的状态概率进行建模，并根据综合能源系统的多目标优化调度模型和运行状态评估体系中各指标的不同形式能源的耦合关系，确定不同能量转化设备在综合能源系统中的重要程度，包括：基于马尔可夫模型，对综合能源系统中能量转化设备多时段下的状态概率进行建模；采用蒙特卡洛模拟法，对建模后的能量转化设备进行状态选择；将建模后的能量转化设备的状态随机变量纳入能源集线器的能量平衡方程中，基于典型设备模型，确定综合能源系统的运行约束，并采用粒子群算法，求解综合能源系统的多目标优化调度模型，确定综合能源系统的最大收益和能源利用率最大下的系统状态；
考虑综合能源系统风光资源的随机出力，评估能量转化设备状态变化对综合能源系统可靠性的影响；基于不同形式能源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：原凯，宋毅，孙充勃，郭铭群，李敬如，吴志力，姜世公，李庆熙，靳夏宁，胡丹蕾，郭玥，赵冬，马良，李弘毅，赵阳，孟锋，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：