[發明專利]一種電氣互聯綜合能源系統優化規劃方法及系統

有效

• 申請號: 202110462340.6
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113344733B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王秀麗;馬千里;馬志程;周強;楊賢明;邵沖;郭慧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F30/20;H02J3/00;G06F111/04;G06F113/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種電氣互聯綜合能源系統優化規劃方法及系統，建立電力系統和天然氣系統聯合的綜合能源系統優化規劃模型，模型為一種兩階段三層次的抵御—攻擊—抵御魯棒優化規劃模型，同時包含電力線路和天然氣管道的擴建計劃；在第一層中，系統規劃管理者需要合理的對電力系統和天然氣系統進行聯合規劃以最小化任何可能的極端事件造成的最大負荷損失；在第二層，攻擊者會攻擊電力系統和天然氣系統中最脆弱的部分以造成最大的負荷損失；在第三層，系統運行管理者會針對極端場景優化系統內部運行狀態，達到受損狀態下的最小負荷損失。本發明為建設高效持續安全的現代化供能體系打下了堅實的基礎。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統優化規劃技術領域，具體涉及一種電氣互聯綜合能源系統優化規劃方法及系統。

背景技術

綜合能源系統(Integrated Energy System,IES)，是指在一定區域范圍內以電力系統為核心，與燃氣、熱力系統高度耦合，通過統一協調優化不同能源的生產、傳輸、分配、存儲、轉化和消費等環節后形成的能源生產供給銷售一體化系統，是能源互聯網的物理基石。

歷史發展過程中，傳統的能源系統規劃建設往往都局限于電、氣、冷、熱等單一供能形式的內部，缺乏相互聯系，無法利用不同能源間的特性進行優勢互補。目前石油、煤炭等傳統化石能源儲量日益減少，且其造成的環境污染治理刻不容緩，因此打破原有電氣冷熱供能體系之間的獨立規劃建設運營的現存模式，綜合規劃運行以發揮不同能源的優勢互補，最終建立協調統一的社會綜合能源系統受到越來越多的重視。從理論上來講數十年之前就已提出了綜合能源系統的概念，在社會供能網絡的發展過程中，很長時間內存在著不同能源形式互補優化的情況，例如冷熱電聯產(CCHP)機組通過供電與供熱之間的回收利用與協同調度，提高了燃料利用效率，由此提出了綜合能源系統的概念。

區域綜合能源系統的特征是通過整合一定區域范圍內的煤炭、石油、天然氣等化石能源與風光等新能源，以能量利用最為廣泛的電力系統為核心，并將燃氣系統和熱力系統一起協同優化運行，從而增強多種不同性質能源系統之間的聯系耦合，協調規劃與運行目標，實現提高能耗比要求的同時推進統一管理和互補互濟，充分發揮資源在多區域多時段多目標形式下的優勢互補。這種新型能量管理方式不僅能夠滿足社會電氣熱冷等多樣化用能需要的同時，大幅度提升能源利用效率并減少環境污染，是實現能源可持續發展的有效模式。

電—氣互聯系統作為一種典型的綜合能源系統，近些年來隨著低碳環保和節能減排的大力推進受到人們越來越多的重視和應用。天然氣作為一種清潔能源，相比于傳統的煤炭、石油等化石能源相比燃燒效率高、污染排放少，且形態為氣體易于流動，易于和電力、熱力系統耦合形成多能互補的綜合能源系統，也是實現可持續發展的最佳途徑之一。超過70個國家對其進行了深入研究。

隨著能源系統的建設發展，人們越來越重視極端事件對供能安全性的影響，極端事件包括自然災害和人為攻擊等，近年來愈發頻繁。近些年來，由于傳統化石能源的儲量有限且污染嚴重，新能源發電受到越來越多的關注，然而電力系統的電能質量和供電可靠性卻受到風光等新能源出力的波動性和間歇性影響.與之相對，天然氣是一種更加穩定可持續的能量來源，在滿足用氣負荷的同時通過燃氣輪機提供優質可靠的電能。