[发明专利]一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统

说明书

本发明公开了一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统，建立电力系统和天然气系统联合的综合能源系统优化规划模型，模型为一种两阶段三层次的抵御—攻击—抵御鲁棒优化规划模型，同时包含电力线路和天然气管道的扩建计划；在第一层中，系统规划管理者需要合理的对电力系统和天然气系统进行联合规划以最小化任何可能的极端事件造成的最大负荷损失；在第二层，攻击者会攻击电力系统和天然气系统中最脆弱的部分以造成最大的负荷损失；在第三层，系统运行管理者会针对极端场景优化系统内部运行状态，达到受损状态下的最小负荷损失。本发明为建设高效持续安全的现代化供能体系打下了坚实的基础。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化规划技术领域，具体涉及一种电气互联综合能源系统优化规划方法及系统。

背景技术

综合能源系统(Integrated Energy System,IES)，是指在一定区域范围内以电力系统为核心，与燃气、热力系统高度耦合，通过统一协调优化不同能源的生产、传输、分配、存储、转化和消费等环节后形成的能源生产供给销售一体化系统，是能源互联网的物理基石。

历史发展过程中，传统的能源系统规划建设往往都局限于电、气、冷、热等单一供能形式的内部，缺乏相互联系，无法利用不同能源间的特性进行优势互补。目前石油、煤炭等传统化石能源储量日益减少，且其造成的环境污染治理刻不容缓，因此打破原有电气冷热供能体系之间的独立规划建设运营的现存模式，综合规划运行以发挥不同能源的优势互补，最终建立协调统一的社会综合能源系统受到越来越多的重视。从理论上来讲数十年之前就已提出了综合能源系统的概念，在社会供能网络的发展过程中，很长时间内存在着不同能源形式互补优化的情况，例如冷热电联产(CCHP)机组通过供电与供热之间的回收利用与协同调度，提高了燃料利用效率，由此提出了综合能源系统的概念。

区域综合能源系统的特征是通过整合一定区域范围内的煤炭、石油、天然气等化石能源与风光等新能源，以能量利用最为广泛的电力系统为核心，并将燃气系统和热力系统一起协同优化运行，从而增强多种不同性质能源系统之间的联系耦合，协调规划与运行目标，实现提高能耗比要求的同时推进统一管理和互补互济，充分发挥资源在多区域多时段多目标形式下的优势互补。这种新型能量管理方式不仅能够满足社会电气热冷等多样化用能需要的同时，大幅度提升能源利用效率并减少环境污染，是实现能源可持续发展的有效模式。

电—气互联系统作为一种典型的综合能源系统，近些年来随着低碳环保和节能减排的大力推进受到人们越来越多的重视和应用。天然气作为一种清洁能源，相比于传统的煤炭、石油等化石能源相比燃烧效率高、污染排放少，且形态为气体易于流动，易于和电力、热力系统耦合形成多能互补的综合能源系统，也是实现可持续发展的最佳途径之一。超过70个国家对其进行了深入研究。

随着能源系统的建设发展，人们越来越重视极端事件对供能安全性的影响，极端事件包括自然灾害和人为攻击等，近年来愈发频繁。近些年来，由于传统化石能源的储量有限且污染严重，新能源发电受到越来越多的关注，然而电力系统的电能质量和供电可靠性却受到风光等新能源出力的波动性和间歇性影响.与之相对，天然气是一种更加稳定可持续的能量来源，在满足用气负荷的同时通过燃气轮机提供优质可靠的电能。