[发明专利]考虑能源价格不确定性的园区综合能源系统风险评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑能源价格不确定性的园区综合能源系统风险评估方法，考虑NGP和EP的异方差效应，采用广义自回归条件异方差模型建立NGP和EP的时变边缘分布模型；采用动态Copula函数和动态条件相关模型，建立NGP和EP的动态联合分布，描述NGP和EP的时变相关性和不确定性；在此基础上，采用蒙特卡罗法生成NGP和EP场景。构建PIES动态风险评估模型，采用条件风险值作为风险度量，量化PIES规划方案的风险损失。本发明考虑了能源价格的时变相关性及其不确定性，可有效评估能源价格不确定性对PIES规划造成的风险损失。

技术领域

本发明涉及园区综合能源系统风险评估技术领域，尤其涉及一种考虑能源价格不确定性的园区综合能源系统风险评估方法。

背景技术

近年来，随着多能互补技术的推广，综合能源系统(integrated energy system,IES)迅速发展。园区综合能源系统(park-level integrated energy system,PIES)是用户侧IES的典型模式，规划对其的运行和管理至关重要。PIES的主要输入能源是天然气和电力，其受天然气价格(natural gas price,NGP)和电价(electricity price,EP)的影响很大，由于NGP和EP具有较强的波动性，给PIES的规划和运行带来了风险，需要对其进行评估以指导PIES的规划，提高规划方案的抗风险能力。

目前，许多学者对IES的风险评估进行了研究。对于IES规划中的风险评估，文献[1]采用条件风险值(conditional value at risk,CVaR)来评估电气互联系统扩展规划中设备突发故障造成的成本损失。文献[2]提出了用于评估IES中能源网络相互作用引起的多重相关风险的故障概率指标。文献[3]提出了考虑燃料价格和技术发展不确定性的风险度量指标。对于IES运行中的风险评估，文献[4]研究了七个风险指标，以量化电力、天然气和供热耦合系统中风能、太阳能和电能的削减程度。文献[5]提出了一种基于博弈论的热电耦合系统风险评估方法。文献[6]研究了用于水资源和能源资源交互风险评估的Copula分析和系统动力学方法。

上述研究主要考虑了可再生能源和负荷的不确定性，对IES规划和运行的风险评估进行了研究，但较少考虑NGP和EP的不确定性。在PIES长时间尺度的规划周期中，能源价格会受到能源政策、市场机制等因素的影响，给PIES的规划带来风险损失。此外，由于供需变化和不同类型能源的互补替代作用，NGP和EP之间存在时变相关性，给风险评估带来了额外的困难。

因此，急需一种考虑能源价格不确定性的园区综合能源系统动态风险评估方法。

发明内容

本发明提供了一种考虑能源价格不确定性的园区综合能源系统风险评估方法，本发明解决了由于天然气价格和电力价格的波动性和时变相关性给PIES规划带来风险的有效评估难题，建立了考虑NGP和EP时变相关性的GARCH-Copula-DCC模型，基于此，生成了若干场景模拟NGP和EP未来可能出现的情况，构建了PIES风险评估模型,采用CVaR量化因能源价格的不确定性给规划方案造成的风险损失。本发明考虑了能源价格的不确定性及其时变相关性，可准确评估其给PIES规划带来的风险。

详见下文描述：

一种考虑能源价格不确定性的园区综合能源系统风险评估方法，所述方法考虑了NGP和EP的时变相关性，在此基础上，评估NGP和EP的不确定性给PIES规划带来的风险损失，为PIES规划提供有效的风险评估工具，包括以下步骤：