【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及多能源系統的可靠性評估，尤其是指一種城市多能源系統運行可靠性評估方法和系統。
技術介紹
1、
2、
3、已有一些研究著眼于挖掘城市多能源系統的靈活性建模，該模型能夠支撐緊急故障狀態下的可靠運行。近期，也有一些研究致力于評估城市多能源系統的可靠性。但是，一些關鍵問題并未得到很好的研究。例如，靈活負荷對于城市多能源系統的可靠性的影響并沒有得到很好的研究。作為一個典型的靈活負荷，溫控負荷占據了城市總電力消耗的40％以上，這將為城市多能源系統的可靠性提升帶來契機。例如在冬天，如果對溫控負荷的能源供應受到了中斷(例如空調的電力供應，換熱器的熱水供應等)，由于房間的熱慣性，房間的溫度仍然能在短時間內維持在舒適溫度附近。此外，熱能也能夠提前略過量供應，該行為等效于增加了房間內的熱力儲能。通過該舉措，如果熱力供應受到了中斷，室內溫度能夠更長時間維持在舒適區間。因此，溫控負荷可以被視為等效儲能，并執行充放能策略。這些特性可以被用于城市多能源系統的可靠運行。
4、利用溫控負荷在促進電力系統優化運行在以往的文獻中得到了研究，但是其等效儲能在多城市多能源系統的運行可靠性的影響還從未得到評估。將溫控負荷的等效儲能引入城市多能源系統的運行可靠性評估是一項具有挑戰性的任務，會極大增加其復雜性。溫控負荷通常是大規模且多元異質的。溫控負荷的增加會導致狀態空間呈指數級別的增加。因此，急需一種通用的物理模型和可靠性模型，以及相應的狀態空間縮減技術，來減少控制變量和不確定性的維度。另外，隨著多種儲能的參與，原本的時間獨
技術實現思路
1、為此，本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術中未在多城市多能源系統的運行可靠性評估中考慮等效儲能的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種城市多能源系統運行可靠性評估方法，包括：
3、步驟s1：建立動態能源中樞模型，其中，所述動態能源中樞模型用于構建城市多能源系統中不同類型設備運行狀態之間的動態關系；
4、步驟s2：對于與所述城市多能源系統中不同類型設備連接的終端用戶，基于所述終端用戶中的溫控負荷的熱慣性，將其建模為等效儲能，并基于等效儲能建立溫控負荷以及不同類型設備的運行可靠性模型；
5、步驟s3：基于所述溫控負荷以及不同類型設備的運行可靠性模型，建立城市多能源系統的緊急狀態管理模型；
6、步驟s4：基于步驟s1、步驟s2、步驟s3構建的模型，通過時序許蒙特卡洛仿真實現對城市多能源系統運行可靠性進行評估，并在時序許蒙特卡洛仿真中引入簡化的benders分解流程，以提升運行可靠性評估的效率。
7、在本專利技術的一個實施例中，所述步驟s1中建立動態能源中樞模型，公式為：
8、
9、其中，t為時間，x，u和y分別為狀態變量、控制變量和輸出變量的集合；α，β，χ，δ分別為相應的系數矩陣。
10、在本專利技術的一個實施例中，所述步驟s1中所述動態能源中樞模型用于構建城市多能源系統中不同類型設備運行狀態之間的動態關系的方法為：
11、將所述動態能源中樞模型作為城市多能源系統模型；
12、將城市多能源系統模型的不同能源類型聚合與分配的地點作為能源總線，能源總線包括電力總線、天然氣總線、熱力總線、制冷總線，記城市多能源系統模型中的節點i和電力總線、天然氣總線、熱力總線、制冷總線之間的能流分別為fie，fig，fih和fic，其中，節點i為城市多能源系統中不同類型設備；選擇城市多能源系統模型中的電力儲能、熱儲能、冰蓄冷以及溫控負荷為儲能設備并作為狀態變量，即x＝[es8,es9,es10,es11,es12]t；選擇部分能流作為控制變量：以及剩余的能流作為輸出變量
13、設定流入能源總線的能流方向為正，則各矩陣的元素如下：α＝0；對于β：β1,5＝β2,8＝β3,10＝-1，β4,2＝-γη4，β4,7＝β4,8＝β4,9＝γ，β5,7＝(γ-1)η6，β5,10＝β5,11＝1-γ，χ＝0；對于δ：δ1,1＝-1，δ1,2＝1，δ2,3＝δ2,4＝δ2,5＝δ2,6＝-1，其中，和為熱電聯產機組的產熱功率和發電功率；η4為燃氣鍋爐的功率；η6為吸收制冷機的功率；和為電熱泵的制冷和產熱的能效系數。
14、在本專利技術的一個實施例中，所述步驟s2中基于所述溫控負荷的熱慣性，將其建模為等效儲能，并基于可靠性等效法建立溫控負荷以及不同類型設備的運行可靠性模型的方法為：
15、步驟s2.1：建立單個溫控負荷的熱慣性模型：
16、將溫控負荷建模為等效儲能，由于溫控負荷的等效儲能來源于房間的熱慣性，則房間j的等效儲能計算公式為：
17、
18、其中，ca和ρa為空氣的比熱容和密度；vj為房間的空間體積；和為舒適度區間的溫度上限和下限；es12,j為等效儲能的容量；
19、在運行過程中等效儲能需考慮自耗散項，自耗散項公式為：
20、
21、其中，為室內溫度；ta為室外溫度；kj為熱傳導系數；為房間暴露在室外的面積；為空氣交換頻率；εj為房間內的散熱系數；aj為房間的活動面積；
22、假設溫控負荷始終將室內溫度維持在最舒適的溫度假設室內溫度始終維持在穩定狀態，不會發生突變；則當室內溫度處于最舒適溫度時，所對應的自耗散項即為溫控負荷的基線，隨著室外溫度的變化，該基線也隨之變化；另外假設在等效儲能的充放能過程中，房間溫度始終需要維持在舒適度區間內，否則將會被視為負荷削減；則等效儲能的等效充放能的功率被計算為溫控負荷實際制冷功率和基線之間的差值；
23、等效儲能的最大放能功率出現在其室內溫度達到舒適度區間的上限，公式為：
24、
25、等效儲能的最大充能功率出現在其室內溫度達到舒適度區間下限，公式為：
26、
27、盡管和與外界溫度相關，但是其差值以及等效儲能容量僅與舒適度區間與房間本身的特性有關，而與外界溫度無關；
28、步驟s2.2：建立集群溫控負荷的可靠性模型：
29、單個溫控負荷的可靠性模型由一兩狀態的馬爾可夫過程描述，多個兩狀態的馬爾可夫過程描述的溫控負荷形成的集群被可靠性等效為一個多狀態的可靠性模型，以削減狀態空間的數目；
30、多個兩狀態的馬爾可夫過程描述的溫控負荷形成的集群的溫控負荷在正常狀態s＝1和一階故障狀態s＝j+1之間的狀態轉移率計算公式為：
31、
32、其中，j表示集群，為聚合溫控負荷從狀態s＝1到狀態s＝j+1之間的狀態轉移率；為聚合溫控負荷從狀態s＝j+1到s＝1之間的狀態轉移率；λics和μic本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟S1中建立動態能源中樞模型，公式為：
3.根據權利要求2所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟S1中所述動態能源中樞模型用于構建城市多能源系統中不同類型設備運行狀態之間的動態關系的方法為：
4.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟S2中基于所述溫控負荷的熱慣性，將其建模為等效儲能，并基于可靠性等效法建立溫控負荷以及不同類型設備的運行可靠性模型的方法為：
5.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟S3的方法為：
6.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟S4的方法為：
7.根據權利要求6所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述通過優化時序蒙特卡洛仿真流程來提升計算效率的方法為：
8.一種城市多能源系統運行可靠性評估系
9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1至7中任一項所述城市多能源系統運行可靠性評估方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時，實現如權利要求1至7中任一項所述城市多能源系統運行可靠性評估方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟s1中建立動態能源中樞模型，公式為：
3.根據權利要求2所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟s1中所述動態能源中樞模型用于構建城市多能源系統中不同類型設備運行狀態之間的動態關系的方法為：
4.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟s2中基于所述溫控負荷的熱慣性，將其建模為等效儲能，并基于可靠性等效法建立溫控負荷以及不同類型設備的運行可靠性模型的方法為：
5.根據權利要求1所述的城市多能源系統運行可靠性評估方法，其特征在于：所述步驟s3的方法為：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：王盛，陳光，史文博，陳浩，陳愛康，奚巍民，
申請(專利權)人：國網蘇州城市能源研究院有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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