计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法

1.一种计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法，其特征在于，包括：S1、获取多能源系统信息并构建多能源系统模型；S2、基于负荷是否可调整将多能源系统中的负荷分为柔性负荷及非柔性负荷，并建立多能源系统的综合需求响应模型；非柔性负荷为不可调整的负荷，在供能充足的情况下正常供应，在供能不足的情况下发生负荷削减，柔性负荷是指可随能源价格和负荷削减情况调整的负荷，多能源系统的综合需求响应模型包括：其中， 为第j类负荷t时刻的非柔性负荷； 为第j类非柔性负荷t时刻正常供应的负荷； 为第j类非柔性负荷t时刻削减的负荷，负荷包括电负荷和热负荷，第j类为电负荷或热负荷中的一类；其中， 和 分别为第j类柔性负荷t时刻的向上和向下调整量；S3、以能源购买成本与负荷削减成本之和最小为目标函数，建立计及多能源存储和综合需求响应的最优负荷削减模型；S4、首先采用状态持续时间抽样法模拟多能源系统中元件各时刻的运行状态，并利用最优负荷削减模型计算优化周期每小时的负荷削减量；然后根据各时刻的负荷削减状态和负荷削减量计算该多能源系统的该年度的可靠性指标；对每年的可靠性指标求取算数平均值，得到多能源系统的综合可靠性指标。 2.如权利要求1所述的计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法，其特征在于，所述多能源系统包括输入侧、能量转换装置、储能装置及输出侧，所述多能源系统模型包括能量转换装置模型及储能装置模型，其中：能量转换装置模型包括：式中， 和 分别为第k台s类能量转换装置t时刻的输入功率和输出功率；η k,s 为第k台s类能量转换装置的能量转换效率，能量转换装置包括变压器、CHP机组、燃气锅炉及电锅炉，s类能量转换装置为变压器、CHP机组、燃气锅炉及电锅炉中任意一类；储能装置模型包括：式中， 为储能装置t时刻对多能源系统的净能源交换功率； 和 分别为储能装置t时刻的充能功率和放能功率；E t 为储能装置t时刻的储能量；E t+1 为储能装置t+1时刻的储能量；Δt为t时刻与t+1时刻之间的时间差；γ为储能装置的能量自损率；η c 和η d 分别为储能装置的充能效率和放能效率。 3.如权利要求1所述的计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法，其特征在于，最优负荷削减模型包括：式中，C表示多能源系统的总成本，包含能量购买成本和负荷削减惩罚成本，T为多能源系统的研究周期；I为多能源系统的输入侧集合，包括电和天然气两种能源；J为多能源系统的输出侧集合，包括电和热两种负荷； 为第i类能源t时刻的价格；P i t 为第i类能源t时刻的输入功率；β j 为第j类负荷削减的惩罚单价； 为第j类负荷t时刻的负荷削减量；约束条件包括：(1)电功率平衡约束其中， 为多能源系统电输入侧t时刻的输入功率； 为多能源系统电输出侧t时刻的输出功率； 和 分别为第k台变压器t时刻的输入功率和输出功率； 为第k台CHP机组t时刻的输出电功率； 为第k台电储能装置t时刻与多能源系统的净交换功率； 为第k台电锅炉t时刻的输入功率；K tr 、K chp 、K es 和K eb 分别为变压器、CHP机组、电储能和电锅炉的数量；(2)天然气功率平衡约束其中， 为多能源系统天然气输入侧t时刻的输入功率； 为第k台CHP机组t时刻的输入功率； 为第k台天然气储能装置t时刻与多能源系统的净交换功率； 为第k台燃气锅炉t时刻的输入功率；K gs 和K ab 分别为天然气储能装置和燃气锅炉的数量；(3)热功率平衡约束其中， 为多能源系统热输出侧t时刻的输出功率； 为第k台CHP机组t时刻的输出热功率； 为第k台热储能装置t时刻与多能源系统的净交换功率； 和 分别为第k台燃气锅炉和电锅炉t时刻的输出功率；K hs 为热储能装置的数量；(4)需求侧功率平衡约束其中， 为多能源系统第j个输出侧t时刻的输出功率； 为系统第j个输出端口t时刻的负荷需求量；(5)能量转换约束其中，η chpe,k 和η chph,k 分别为第k台CHP机组产电和产热的效率；η tr,k 、η ab,k 和η eb,k 分别为第k台变压器、燃气锅炉和电锅炉的能量转换效率；(6)多能源系统运行约束多能源系统运行约束包括多能源系统输入输出约束和能量转换装置的输入约束；0≤P i t ≤P i max其中，P i max 为多能源系统第i类能源的最大输入功率； 和 分别为第k台变压器、CHP机组、燃气锅炉和电锅炉的最大输入功率； 和 分别为第k台变压器、CHP机组、燃气锅炉和电锅炉t时刻的元件运行状态，0表示元件故障，1表示元件运行；(7)储能装置约束储能装置约束包括能量平衡约束、容量约束、功率充放状态和上下限约束；其中， 和 分别为第k台s类储能装置的最大充能功率和放能功率； 和 分别为储能装置的最小容量和最大容量； 和 分别为储能装置充能状态及放能状态，0表示不进行充能或放能，1表示进行充能或放能； 为第k台s类储能装置t时刻的运行状态，0表示元件故障，1表示元件运行；(8)需求响应约束其中， 和 分别为第j类柔性负荷t时刻的向上最大调整量和向下最大调整量； 和 分别为第j类柔性负荷t时刻的向上调整状态和向下调整状态， 表示负荷需求向上调整， 表示负荷需求向下调整。 4.如权利要求1所述的计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法，其特征在于，步骤S4包括：S401、输入多能源系统及其元件参数数据，初始化多能源系统各元件的状态，执行S402；S402、使用SDS法模拟抽样得到研究周期内每小时的多能源系统的元件状态，以天为单位将多能源系统状态划分成不同区块，执行S403；S403、初始化区块计数使d＝1并初始化模拟年数使y＝1，执行S404；S404、选取一个区块，模拟的系统元件状态下，求解该区块的系统最优负荷削减，得到该区块每小时的负荷削减状态和最优负荷削减量，执行S405；S405、如果模拟样本数达到一年，即d＝365，执行S406，否则令d＝d+1并执行S404；S406、计算该年的多能源系统的可靠性指标，并令y＝y+1，执行S407；S407、如果模拟年数到达上限或者该年的多能源系统的可靠性指标中的能量供应不足期望值的方差达到精度要求，执行S408，否则令d＝1并执行S404；若各负荷的可靠性指标EENS方差均小于预设值0.05，则可认为多能源系统的可靠性指标中的能量供应不足期望值的方差达到精度要求；S408、对研究年限y年的可靠性指标求取算数平均值，得到多能源系统的综合可靠性指标。 5.如权利要求4所述的计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法，其特征在于，可靠性指标包括负荷削减频率、负荷削减概率及能量供应不足期望值，其中：式中，FLC j 为第j种负荷的负荷削减频率，PLC j 为第j种负荷的负荷削减概率，EENS j 为第j种负荷的能量供应不足期望值NLC j 为第j种负荷在可靠性评估研究周期内负荷削减的次数；Y为可靠性评估研究总年数；D j,n 为第j种负荷第n次负荷削减的持续时间；LC j,n,d 为第j种负荷第n次负荷削减中第d个区块的负荷削减量。 6.如权利要求1所述的计及综合需求响应的多能源系统可靠性评估方法，其特征在于，还包括：S5、基于多能源系统的综合可靠性指标辨识系统的供能薄弱环节，提出可靠性改善措施。