[发明专利]电-热-气综合能源系统的稳定评估与静态控制方法

说明书

本发明提供一种电‑热‑气综合能源系统的稳定评估与静态控制方法，涉及综合能源系统技术领域。该方法包括：S1、采用数据驱动和机理驱动相结合的方法对电‑热‑气综合能源系统进行建模；S2、异常数据的筛选和关联辨识；S3、稳定评估方法，以能量流的潮流求解和负荷削减量、弃风量计算为重点，以能流是否越限为评判标准，定义稳定性指标的计算公式，并据此给出系统稳定评估标准对照表；S4、静态控制，一种是子系统独立解决问题，另一种是多系统协调解决问题。本发明基于数据驱动和机理驱动相结合所建立的综合能源系统模型，实现对负荷变化情况的预测及对系统异常数据的双重辨识，能更准确合理地对系统进行稳定评估和静态控制。

技术领域

本发明涉及综合能源系统技术领域，尤其涉及一种电-热-气综合能源系统的稳定评估与静态控制方法。

背景技术

目前人类正面临着多项全球性挑战，如环境污染，全球变暖，石油危机等，传统电网已经无法满足现代的能源需求，因此，能源互联网的概念被提出，并由此衍生出综合能源系统的概念。综合能源系统就是以电力系统为核心，通过对电、气、热等各类能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调和优化，实现对可再生能源的充分利用的系统。

现阶段关于综合能源系统的建模大多集中于独立的能源系统，忽略了能源系统之间的耦合关系，没有考虑负荷的不确定性，不能够全面地描述不同系统、环节之间能量流通的情况，以及负荷变化给系统带来的影响，因此构建的模型具有一定的局限性。

而且，现阶段的综合能源系统稳定性的评估方法大部分是用聚类算法来判别异常数据，有时候单凭聚类算法是不能够准确判别异常数据，这时应充分利用不同能源系统之间的耦合关系加以判别。

同时，现阶段的综合能源系统稳定性的评估方法几乎没有给出具体的评估指标和一套具体可行的评估方法。

此外，现阶段综合能源系统的静态控制策略大多集中于独立的能源系统，没有采用在子系统不能单独解决问题的时候多系统协调解决的思想，也没有考虑解决问题的代价是否有限的这一实际情况，可行性和综合性存在一定的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电-热-气综合能源系统的稳定评估与静态控制方法，给出了一套具体可行的稳定评估方法，在此基础上，两种静态控制策略能对出现异常的系统进行有效合理地控制。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电-热-气综合能源系统的稳定评估与静态控制方法，包括以下步骤：

S1、根据现场数据或历史数据构建数据库，利用数据驱动来预测负荷的变化，进而对电-热-气综合能源系统进行建模，即采用数据驱动和机理驱动相结合的方法对电-热-气综合能源系统进行建模；

S2、进行异常数据的辨识，利用改进的GSA算法对异常数据进行筛选，并根据电-热-气综合能源系统耦合特性对异常数据进行关联辨识；

S3、进行稳定评估，包括以下步骤：

S3.1读取综合能源系统的初始状态参数，抽样次数k'＝1，能流越限次数m'＝0，第m'次能流越限的大小A_m'＝0；

S3.2、从预想事故集中随机选择一个扰动，引入扰动；

S3.3、利用非时序蒙特卡洛模拟法对系统元件状态、电/热/气负荷、风速对应的随机变量进行抽样，获取系统状态；

S3.4、对电-热-气互联系统进行拓扑分析，分析系统的节点由支路和耦合元件连接成多少子系统；

S3.5、对拓扑分析后得到的系统根据所建能流模型进行计算；

电力-热力-天然气系统能流模型如下：