综合能源系统可靠性评估的研究现状及展望
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综合能源系统的建模与优化研究一、引言综合能源系统是将多种能源和能源转化技术有机结合,实现能源的高效利用和综合利用的系统。
在能源资源稀缺、环境污染问题严重的背景下,综合能源系统的建模与优化研究对于能源的可持续发展至关重要。
本文将介绍综合能源系统建模与优化的相关内容。
二、综合能源系统建模1. 基于能源需求分析的模型综合能源系统的建模首先需要进行能源需求分析,分析各种能源在不同领域的需求情况,包括电力、暖通和燃料需求等。
通过分析能源需求的变化趋势和季节性差异,建立能源需求模型,为系统优化提供依据。
2. 基于能源供给分析的模型综合能源系统的建模还需要进行能源供给分析,包括能源的产量、供应方式和能源供应的可靠性等。
通过对不同能源的供给情况进行分析,建立能源供给模型,为系统优化提供基础。
3. 基于能源转化分析的模型综合能源系统的建模还需要考虑能源的转化过程。
不同能源之间可以通过燃烧、气化、电化学和热力学等方式相互转化。
通过对能源转化过程的分析,可以建立能源转化模型,为系统优化提供理论支持。
三、综合能源系统优化1. 能源优化综合能源系统的优化需要考虑能源的供需平衡和能源的高效利用。
通过优化能源的供应方式和能源的转化效率,实现能源的节约和减排。
优化能源的供需平衡可以通过能源调度模型和能源市场模型实现。
2. 综合能源系统优化综合能源系统的优化还需要综合考虑不同能源之间的协调和优先级问题。
通过建立能源系统优化模型,解决能源系统中的矛盾和冲突,提高能源系统的整体效益。
3. 多目标优化综合能源系统的优化通常涉及多个目标,如经济性、可靠性和环境效益等。
通过建立多目标优化模型,平衡不同目标之间的关系,寻找最优解,实现综合能源系统的可持续发展。
四、案例研究以某综合能源系统为例,通过建立相应的能源需求模型、能源供给模型和能源转化模型,对该系统进行建模。
然后,通过建立能源优化模型和综合能源系统优化模型,对该系统进行优化。
最后,通过多目标优化模型找到最优解,并评估综合能源系统的性能。
综合能源系统的设计与应用1. 引言1.1 综合能源系统概述综合能源系统是指多种能源形式相互衔接、互为补充的能源系统。
通过整合传统能源和新能源,如煤炭、天然气、核能、风能、太阳能等,实现能源的高效利用和系统的优化。
综合能源系统的设计旨在实现能源的多元化和可持续发展,提高能源利用效率和降低能源消耗成本。
综合能源系统的设计原则包括综合考虑各种能源形式的特点和优势,根据实际需求和资源情况确定最佳能源组合,优化能源转换和储存系统,提高系统的可靠性和安全性。
综合能源系统还需要考虑与环境的协调,减少能源消耗对环境的影响,实现能源可持续利用。
综合能源系统的设计和应用已经在许多领域得到了广泛应用,如工业、建筑、交通等。
通过将不同能源形式整合在一起,可以实现能源的高效利用,降低能源消耗成本,减少对传统能源的依赖,推动能源革新和可持续发展。
在未来,随着新能源技术的不断发展和成熟,综合能源系统将更加普及和完善,为能源领域带来新的机遇和挑战。
1.2 研究背景综合能源系统的设计与应用是当前能源领域的研究热点之一。
随着能源需求的不断增加和能源结构的不断调整,传统能源系统已经难以满足社会的需求。
对综合能源系统进行研究具有极其重要的意义。
综合能源系统设计的背景是随着我国经济的快速发展,能源需求呈现出急剧增长的趋势。
传统的能源系统主要依赖于传统的煤炭、石油等化石能源,但这些能源资源的储量有限,且使用过程中容易造成环境污染和气候变化等问题。
急需开发利用新能源技术,改善我国能源结构,保障能源安全。
综合能源系统的设计不仅可以实现不同能源之间的协调利用,提高能源的利用效率,还可以减少对环境的影响,促进可持续发展。
综合能源系统的研究背景正是基于这样的背景需求而展开的。
1.3 研究意义综合能源系统的研究意义在于可以有效整合各种能源资源,提高能源利用效率,降低能源的消耗和排放,实现可持续发展。
通过综合能源系统的设计与应用,可以优化能源供应结构,降低能源生产和消耗成本,提高能源利用的经济性和环保性。
电动汽车电池管理系统研究现状与分析一、本文概述随着全球对可再生能源和环保技术的需求日益增长,电动汽车(EV)已成为现代交通工具的重要发展方向。
电动汽车的核心部件之一是电池,其性能直接影响车辆的性能、续航里程和安全性。
电动汽车电池管理系统(Battery Management System, BMS)的研究和发展对于提升电动汽车的竞争力具有重要意义。
本文旨在全面概述电动汽车电池管理系统的研究现状,分析其主要技术挑战和未来发展趋势。
我们将介绍电动汽车电池管理系统的基本结构和功能,包括电池状态监测、电池均衡、热管理、能量管理等方面。
我们将重点分析当前电池管理系统的主要研究热点,如电池健康状态评估、电池安全预警和故障处理、电池能量优化管理等。
我们还将讨论电池管理系统在实际应用中面临的挑战,如电池老化、成本、可靠性等问题。
我们将展望电动汽车电池管理系统的未来发展趋势,包括新型电池技术的应用、智能化和网联化的发展、以及电池管理系统的标准化和模块化等。
通过本文的研究和分析,我们希望能够为电动汽车电池管理系统的进一步发展提供有益的参考和启示。
二、电动汽车电池管理系统的基本原理电动汽车电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)是电动汽车中的关键组成部分,其基本原理涵盖了多个方面,包括电池状态的监测、电池能量的管理、电池安全性的保护以及电池寿命的延长等。
电池状态的监测是BMS的基础功能。
这包括电池电压、电流、温度、内阻等关键参数的实时监测。
通过这些参数,BMS可以精确计算电池的荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)以及功能状态(SOP),为电动汽车提供准确的电池信息,确保车辆在各种工况下的稳定运行。
电池能量的管理涉及到电池充放电策略的制定。
BMS会根据车辆需求、电池状态以及外部环境等因素,智能地调整电池的充放电功率,实现能量的高效利用。
例如,在车辆高速行驶时,BMS会提高电池的放电功率以满足动力需求;在车辆低速行驶或停车时,则会适当降低放电功率,以减少能量消耗。
2024年环境试验与可靠性试验市场分析现状摘要本文通过对环境试验与可靠性试验市场进行综合分析,探讨了市场的现状。
首先介绍了环境试验与可靠性试验的基本概念和应用领域,然后分析了市场的主要参与者,包括试验设备供应商、测试服务提供商和研究机构等。
接着,对市场的发展趋势进行了分析,并提出了市场存在的问题和挑战。
最后,结合市场的现状,给出了相应的建议和展望。
1. 引言环境试验是为了评估和验证某种产品或系统在不同环境条件下的性能和可靠性而进行的试验。
可靠性试验是为了评估和验证某种产品或系统在长期使用过程中的可靠性和耐久性而进行的试验。
这两种试验都在各个行业领域得到了广泛应用,如航空航天、汽车、电子、能源等。
2. 市场分析2.1 市场规模环境试验与可靠性试验市场的规模呈现出稳步增长的趋势。
根据市场研究数据,2019年全球环境试验与可靠性试验市场规模达到了XX亿元,预计到2025年将增长至XX亿元。
这一增长主要受到新型产品的快速发展和技术进步的推动。
2.2 市场参与者2.2.1 试验设备供应商试验设备供应商是环境试验与可靠性试验市场中的重要参与者。
他们主要提供各类试验设备和仪器,包括温度湿度试验箱、振动试验台、盐雾试验箱等。
目前市场上的试验设备供应商众多,竞争激烈,不同的供应商在产品性能、质量和价格等方面存在差异。
2.2.2 测试服务提供商测试服务提供商是环境试验与可靠性试验市场的另一重要参与者。
他们提供的是试验服务,包括试验方案设计、数据采集与分析等。
测试服务提供商通常拥有先进的试验设备和专业的技术团队,能够根据客户需求提供定制化的解决方案。
2.2.3 研究机构研究机构在环境试验与可靠性试验市场中发挥着重要的作用。
他们通过开展科研项目和技术研发,推动着技术的进步和创新。
研究机构通常与企业合作开展试验和研究,在试验设备和技术的引进、开发和改进方面发挥着重要的支持作用。
2.3 市场趋势2.3.1 新技术的应用随着信息技术和人工智能的发展,新技术在环境试验与可靠性试验领域得到了广泛应用。
电力系统中的可靠性与鲁棒性优化研究电力系统作为现代社会中不可或缺的基础设施,其可靠性和鲁棒性对于实现电力供应的稳定和持续具有重要意义。
在面临不断增长的负荷需求和新能源接入的同时,电力系统的可靠性和鲁棒性面临着种种挑战。
因此,进行电力系统中的可靠性与鲁棒性优化研究,对于保证电力系统正常运行具有重要意义。
在电力系统中,可靠性是指系统能够安全、准确的满足用户的电力需求的能力。
它与电力系统的组成、结构以及设备的可靠性直接相关。
为了提高电力系统的可靠性,需要进行系统的可靠性评估,并采取一系列措施来降低故障发生的概率。
可靠性评估可以通过故障树和事件树分析等方法进行。
针对评估结果,可以推导出相应的措施,如增加备用设备、改进运行管理,以及加强维护等。
通过这些措施的实施,可以提高电力系统的可靠性,减少故障的发生,从而确保电力供应的稳定性。
鲁棒性是指电力系统对于外部扰动和不确定性的适应能力。
在电力系统中,外部不确定性因素包括天气变化、负荷波动、设备老化等。
这些因素可能会对电力系统的稳定性产生不利影响。
为了提高电力系统的鲁棒性,需要采取相应的措施来提高系统的抗扰动能力。
例如,可以加强电力系统的自动化程度,提高系统的自适应能力,以应对不确定性因素带来的挑战。
此外,还可以采取多样化的能源供应策略,引入多种能源源,降低对于某一能源的过度依赖。
通过这些措施的实施,可以提高电力系统的鲁棒性,降低外部不确定性因素对系统的影响。
为了进行电力系统中可靠性与鲁棒性的优化研究,需要考虑到多个方面。
首先是对电力系统进行可靠性和鲁棒性评估的方法研究。
传统的评估方法往往基于统计数据和静态模型,难以全面准确地反映电力系统的真实状态。
因此,需要探索基于实时数据和动态模型的评估方法,以更好地反映电力系统的实际运行情况。
其次,需要研究可靠性和鲁棒性优化的具体措施。
这些措施包括增加备用设备、改进运行管理、加强维护、提高系统的自适应能力等。
在制定这些措施时,需要充分考虑系统的经济性和可行性,以实现可靠性与鲁棒性的双重提升。
园区综合能源调研内容进行园区综合能源调研时,主要涵盖以下几个方面内容:1. 能源现状分析:- 能源消费结构:统计园区内各类能源(如电、热、冷、天然气等)的消耗总量、占比和趋势。
- 能源供应情况:考察园区内的供能设施配置、容量及利用率,包括电网接入点、热力站、分布式能源系统等。
2. 能源效率评估:- 设施设备效率:调查园区内建筑能耗、工业生产能耗以及公共设施的能效水平。
- 用能行为分析:研究各用户单位的能源使用习惯和节能潜力,例如照明、空调、工艺流程等。
3. 能源需求预测:- 根据园区发展规划、入驻企业类型和规模,预测未来不同时间段的能源需求量。
- 分析季节性或特定时段(如高峰负荷期)的能源供需矛盾。
4. 节能减排措施与效果评估:- 政策落实情况:了解园区是否实施了国家及地方的相关能源政策,如绿色建筑标准、节能降耗目标等。
- 已采取的节能技术与措施:考察现有节能改造项目、可再生能源利用情况、智能管理系统的应用等,并评估其实施效果。
5. 综合能源规划建议:- 研究适合园区特点的综合能源系统架构,包括多能互补、冷热电联产、微电网建设等方案。
- 提出优化能源管理、提高能源综合利用效率、减少碳排放的具体策略和措施。
6. 经济与环境效益分析:- 对各种综合能源解决方案的成本效益进行对比分析,包括初始投资成本、运行维护费用和预期节约的能源成本。
- 计算减排环保效益,包括温室气体排放减少量、环境污染改善程度等。
7.其他调研的内容:(1)能源供应状况:调查园区内外的能源供应状况,包括各种能源的产量、储量、品质、价格等,以及能源供应的可靠性、稳定性和可持续性。
(2)能源需求分析:分析园区内企业的能源需求,包括各种能源的消耗量、需求结构、品质要求等,以及不同企业、不同生产工艺对能源需求的差异。
(3)能源利用效率:评估园区内企业的能源利用效率,包括能源消耗、排放、废弃物产生等方面,以及能源利用效率的提升空间和措施。
(4)能源环境影响:评估园区内企业的能源环境影响,包括排放的污染物、废弃物、温室气体等对环境的影响,以及企业采取的环境保护措施和效果。
冷热电联供-综合能源系统的规划研究共3篇冷热电联供/综合能源系统的规划研究1冷热电联供/综合能源系统是一种高效、低碳、可持续的能源供应体系,其在城镇化进程中具有重要的应用前景。
然而,要想实现该系统的规划与建设,需要面对众多的技术、经济、政策等方面的挑战。
首先,技术层面。
冷热电联供/综合能源系统涉及多种能源技术的协调应用,包括燃气、电力、热力等。
在系统规划的过程中,需要综合考虑各种能源设施的用地、用水、用气、用电等方面的配套供给问题。
同时,由于大型综合能源系统关键设备采购和技术应用受到国内外市场和政策环境的影响,因此应对国内和国际市场和技术变化进行追踪、评估和应对。
其次,经济层面。
冷热电联供/综合能源系统建设是一项高投入、长周期、高风险的工程,在规划过程中,涉及到太多的财务评估、风险评估以及经济成本问题。
因此,在冷热电联供/综合能源系统规划工作中,要强化经济性分析,进行项目经济评价、投资回报估算等相关工作,同时增强金融支持,降低资金成本和税收负担,并逐步建立财务性指标等。
再次,政策层面。
冷热电联供/综合能源系统是一个需要政策和法规支持的领域,在实际应用和建设过程中面临政策和法规等方面的挑战,必须进行全面的政策和法规风险评估。
同时,需要与利益相关方、各部门建立稳定的合作关系,充分利用国家、地方政策及相关支持政策,构建合作的政务实践机制。
最后,需考虑社会影响。
冷热电联供/综合能源系统建设是一项公共事业,不仅涉及到能源的供给,还关系到人民的福利问题。
因此,冷热电联供/综合能源系统的规划应充分考虑公众、利益相关人的需求和意见,充分考虑与市场、投资者和居民之间的互补关系,构建平衡的社会和谐机制。
因此,要实现冷热电联供/综合能源系统的规划研究,需要多方面的合作和面对多方面的挑战。
同事,通过研究、分析、评价各种因素的影响,建立稳定的工程建设、资金投入、法规风险等形成的规划体系,为冷热电联供/综合能源系统的规划与设计提供有效的实践路径和理论支持在冷热电联供/综合能源系统规划工作中,需要综合考虑技术、经济、政策、社会等多方面因素的影响,建立稳定的规划体系,以实现科学、高效、可持续的能源供应。
能源行业的风险评估与应急响应机制研究随着全球经济的快速发展和人们对能源需求的不断增长,能源行业扮演着越来越重要的角色。
然而,能源行业也面临着各种风险,如能源供应不稳定、天然灾害和人为事故等。
为了确保能源供应的可靠性和持续性,各国都亟需开展风险评估并建立完善的应急响应机制。
本文将探讨能源行业的风险评估方法以及应急响应机制的研究。
一、能源行业的风险评估方法1. 数据搜集与分析风险评估的第一步是收集能源行业相关的数据,包括能源供应情况、供应链可靠性、市场需求和竞争情况等。
通过对这些数据的分析,可以了解到潜在的风险因素,如供应中断的可能性、需求波动的影响等。
2. 风险识别与分类在数据搜集和分析的基础上,可以识别出能源行业面临的各种风险,如政策风险、市场风险、技术风险等。
同时,需要对这些风险进行分类,以便更好地进行后续的评估和处理。
3. 风险评估与评估指标对于每种风险,需要制定相应的评估指标来衡量其程度和潜在的影响。
评估指标可以包括概率、影响程度、持续时间等。
通过综合评估指标的结果,可以对各种风险的优先级进行排序,以便制定应对策略。
4. 风险应对策略基于风险评估的结果,需要制定相应的风险应对策略。
这包括建立备份能源供应渠道、加强市场监管、优化能源生产和利用技术等。
同时,还需要建立监测机制,及时掌握风险的变化和发展趋势,以便及时作出调整。
二、能源行业的应急响应机制研究1. 应急预案的建立应急响应机制的关键是建立应急预案,明确各种风险发生时的应对措施和责任分工。
这包括建立紧急联系机制、明确预警发布程序、制定灾害应对方案等。
同时,还需要定期组织应急演练,提高应急响应的效率和能力。
2. 信息共享与协作能源行业的应急响应需要各相关部门和企业之间的密切协作和信息共享。
可以建立统一的信息平台,及时共享能源供应、市场需求和风险预警等信息。
同时,可以加强国际合作,通过多方合作来应对全球范围内的能源风险。
3. 技术支持与创新应急响应机制需要依靠先进的技术手段来支持和保障。
分布式冷热电能源系统优化设计及多指标综合评价方法的研究一、本文概述随着全球能源需求的不断增长,传统的能源供应模式已经无法满足日益严格的环保和能效要求。
因此,分布式冷热电能源系统(Distributed Combined Cooling, Heating and Power, DCCHP)作为一种新型的、高效且环保的能源供应方式,正逐渐受到全球范围内的关注。
本文旨在深入研究分布式冷热电能源系统的优化设计方法,并提出一套全面、科学的多指标综合评价体系,以期为这一领域的发展提供理论支撑和实践指导。
本文将对分布式冷热电能源系统的基本原理和关键技术进行详细阐述,包括其系统构成、工作原理、以及冷热电联供的优势等。
在此基础上,本文将重点探讨如何通过优化设计,提高系统的能源利用效率、降低运行成本、增强系统的可靠性和稳定性。
本文将构建一套多指标综合评价模型,该模型将综合考虑经济性、环境性、技术性、社会性等多个方面的指标,以便对分布式冷热电能源系统的性能进行全面、客观的评价。
这一评价模型不仅可以帮助决策者更好地了解系统的优势和不足,还可以为系统的改进和优化提供方向。
本文将通过案例分析、仿真模拟等方法,对所提出的优化设计和综合评价方法进行验证和应用。
通过这些实证研究,本文将进一步验证所提出方法的可行性和有效性,为分布式冷热电能源系统的实际应用和推广提供有力支持。
本文的研究将有助于提高分布式冷热电能源系统的性能,推动其在能源供应领域的广泛应用,为实现可持续能源发展和应对全球气候变化做出积极贡献。
二、分布式冷热电能源系统基础理论分布式冷热电能源系统(Distributed Combined Cooling, Heating and Power,简称DCCHP)是一种集能源生产、输送、使用于一体的新型能源系统。
它基于能源梯级利用原理,通过在一个相对集中的区域内,将小型、模块化的能源供应单元与用户直接相连,实现冷、热、电等多种能源的高效生产和利用。
风机系统可靠性评估与优化研究随着可再生能源的迅猛发展,风力发电成为一种重要的能源形式。
在风力发电中,风机系统的可靠性是保证其稳定运行和提高发电效率的关键因素之一。
本文将从评估和优化两个方面,探讨风机系统可靠性的研究。
一、风机系统可靠性评估风机系统的可靠性评估主要包括可靠性分析和故障诊断。
1. 可靠性分析风机系统的可靠性分析是通过对系统进行建模和分析,评估系统运行的可靠性。
首先,需要对风机系统进行故障模式和效应分析(FMEA),识别出潜在的故障模式和各个故障模式对系统运行的影响。
然后,可以采用故障树分析(FTA)等工具分析各种故障模式之间的关联性和影响,进一步评估系统的可靠性。
同时,也可以通过概率论和统计学的方法,对故障数据进行分析和建模,得到风机系统的可靠性参数。
此外,可靠性分析还需要考虑外部环境因素(如风速、温度等)对风机系统可靠性的影响,以及运行和维护策略对系统可靠性的影响。
通过综合考虑这些因素,可以得出风机系统的可靠性评估结果。
2. 故障诊断风机系统的故障诊断是根据系统的运行状态和故障特征,判断系统是否存在故障,并识别故障位置和类型的过程。
故障诊断可以通过实时监测和数据分析来实现。
通过对风机系统的运行数据进行采集和处理,可以获取系统的运行状态和性能指标。
然后,可以利用故障诊断算法对数据进行分析,识别系统中可能存在的故障。
常用的故障诊断方法包括模式识别、人工智能、神经网络等。
二、风机系统可靠性优化风机系统的可靠性优化主要包括故障预防和故障处理两个方面。
1. 故障预防通过对风机系统的设计和工艺的优化,可以减少系统故障的发生。
具体措施包括:(1)优化风机系统的结构设计,提高系统的可靠性和抗风能力。
(2)优化系统的控制策略,提升系统的调节性能和稳定性。
(3)实施定期的检修和维护,及时发现和解决潜在故障。
2. 故障处理当风机系统出现故障时,需要及时进行故障处理,以减少故障对系统运行的影响。
具体措施包括:(1)建立完善的维修和备件管理体系,保证故障处理的及时性和有效性。
综合能源系统可靠性评估的研究现状及展望
发表时间:
2018-06-12T10:15:22.493Z 来源:《电力设备》2018年第3期 作者: 王广彪 尚德华
[导读] 摘要:现阶段,我国的能源问题十分的显著。
(
天津天大求实电力新技术股份有限公司 天津 300384)
摘要:现阶段,我国的能源问题十分的显著。在能源危机和环境恶化的双重压力下,以电力系统为核心,通过电、气、冷/热等各类能
源的分配、转化、存储、消费进行有机协调与优化,充分利用可再生能源的综合能源系统应运而生。作为规划与运行的基础,可靠性评估
研究对推动综合能源系统的发展具有重要的意义。从综合能源系统提出的背景及意义、内涵和典型架构出发,对其可靠性评估的研究现状
进行梳理,并从模型、算法及指标体系
3个方面归纳了综合能源系统可靠性评估亟需解决的问题。在此基础上,对未来的研究方向进行展
望,为综合能源系统可靠性评估的研究提供参考和建议。
关键词:综合能源系统;可靠性评估;研究现状;展望
引言
能源是人类赖以生存和发展的基础,是国民经济的命脉,如何在确保人类社会能源可持续供应的同时减少用能过程中的环境污染,是
当今世界各国共同关注的热点。由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生,终将走向枯竭,提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生
能源综合利用,就成为解决社会经济快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。而
打破原有各能源供用
(如供电、供气、供冷/热等)系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式,在规划、设计、建设和运行阶段,对不
同供用能系统进行整体上的协调、配合和优化,并最终实现一体化的社会综合能源系统,是实现社会用能效率最优、促进可再生能源规模
化利用、实现人类能源可持续发展的必经之路。
1
综合能源系统的基本概念与特征
本文讨论的综合能源系统是指在规划、设计、建设和运行等过程中,通过对各类能源的产生、传输与分配(能源供应网络)、转换、存
储、消费等环节进行有机协调与优化后,所形成的社会综合能源产供消一体化系统。建设社会综合能源系统的目的是有效提高社会能源的
综合利用效率,实现社会能源的可持续供应,同时提高社会能源供用系统的灵活性、安全性、经济性和自愈能力。社会综合能源系统具有
以下一些基本特征。社会综合能源系统可实现不同供用能系统间的有机协调,可提高社会能源供用的安全性、灵活性、可靠性。传统的社
会供用能系统,如供电、供气、供热
/冷等系统,往往是单独规划、单独设计、独立运行,彼此间缺乏协调,从而造成社会供用能系统整体
安全性低和自愈能力差的问题。如
2008 年初我国南方的低温雨雪冰冻灾害,起初电力系统中的故障引发了多米诺骨牌效应,不仅殃及其他
供用能系统,还引发交通、通信、金融、环境等多个要害部门瘫痪,不仅造成难以估量的社会经济损失,还危及国家和社会安全。这次灾
难揭示出供电系统的一个致命隐患,即在大电网瓦解的极端情况下不具备足够的自愈能力。而电能供应是其他供用能系统可正常运行的前
提,供电系统的这一缺陷将直接导致整个社会供用能系统整体安全性和自愈能力降低。已有研究已表明,单纯通过加大某一供能系统
(如 供
电系统
)的投入来提高其安全性与自愈能力,会面临难以承受的高昂成本,同时会造成社会资源的极大浪费。因此,通过构建社会综合能源
系统,利用其核心技术来实现各供用能系统间的有机协调与配合,是解决上述问题的一种可能途径。
2
综合能源系统可靠性评估的研究现状
进行可靠性评估建模,准确刻画不同能源形式的特性以及各种能源形式间的复杂耦合关联,是实现综合能源系统可靠性准确评估的关
键,也是其可靠性评估迫切需要解决的问题。首先,发展综合能源系统的目标之一是通过协调优化不同能源形式的转化、存储和消费以充
分消纳可再生能源,可再生能源自身的不确定性以及可再生能源发电与电、气、冷
/热等不同能源形式间时空耦合特性不仅直接影响可再生
能源的消纳,同时对综合能源系统的可靠运行也有直接的影响,因此可靠性评估的建模研究需要解决上述特性的准确刻画问题。其次,不
同能源供应形式间复杂的耦合关联将导致关联故障(某能源供应系统故障引起另一能源供应系统的故障)的发生,例如供气系统与配电系
统通过燃气轮机耦合关联,供气系统的故障可能导致配电系统部分停运,进而对综合能源系统整体的可靠性产生显著的影响。在可靠性评
估中必须建立耦合模型定量刻画这种耦合关联,以实现可靠性水平的准确评估。然而,考虑多种能源形式间不同耦合关联的可靠性建模问
题十分复杂,现有的可靠性评估建模一般通过给定边界条件考虑外部系统的影响,对不同供能形式间的耦合关联涉及较少。
EnergyHub的提
出给刻画多种能源形式的耦合关联提供了思路,但考虑能源转换装置正常、降额运行及故障的多种状态以及不同能源形式间的时间尺度差
异等,现有模型的适用性还有待商榷。
3
综合能源系统可靠性评估的展望
3.1
可靠性评估模型方面
为了准确刻画综合能源系统中可再生能源输出功率的不确定性,首先需要进行风力和太阳能等可再生能源的统计特性分析,然后通过
一定的概率分布刻画这种特性,在此基础上建立输出功率与对应概率的可靠性评估模型,例如文献
[42]通过建立风电和光伏输出功率的通用
停运表模型,实现可靠性评估中计及可再生能源的随机特性。类似的,可再生能源发电与多种能源消费之间耦合关联、协调互补的特性研
究同样需要以统计特性分析为基础,同时需要引入多元相关性分析的有效方法,例如文献
[43]采用Copula方法分析风电与光伏输出功率之间
的相关性,并在可靠性评估中考虑这种相关性的影响。值得注意的是,随着大数据、云计算以及机器学习算法等新兴技术的发展,将为可
靠性评估建模的基础即基于数据的统计特性分析提供更加有效的手段,这可能成为可靠性评估未来的重要研究方向之一。针对现有的
EnergyHub
模型在刻画多种能源耦合关联时存在的局限性,在研究中首先应充分考虑EnergyHub内部元件的运行特性,建立相应的多状态模
型,然后通过状态空间法求解各状态的稳态概率。基于各状态的稳态概率,在可靠性评估中可采用蒙特卡罗法对元件状态进行采样,进而
实现多状态的刻画。此外,针对多种能源形式的时间尺度差异,可将时变特性引入能量输出环节,结合蒙特卡罗时序模拟,从而解决可靠
性建模中的多时间尺度问题。
3.2
可靠性评价指标方面
综合能源系统不同于传统单一供能系统的特性要求建立不同于单一供能系统的可靠性评价指标体系。首先,需要针对供电、供气、供
冷
/ 热等不同供能形式的特点,研究具有针对性的可靠性评价指标,解决多种供能形式可靠性水平全面度量的问题。在此基础上,还需要
研究各种能源形式供应间的耦合关联对各种能源供应及综合能源系统整体可靠性的影响指标,以全面和准确地量化综合能源系统的可靠性
水平。
结语
综合能源系统涉及电、气、冷 / 热等多种不同的能源形式,各种能源形式在生产、传输、消费及存储等环节中存在明显的特性差异,
同时它们之间还存在复杂的相互转化和耦合关联。此外,相对于传统的单一供能系统,能源系统与信息通信技术的深度融合使得综合能源
系统的运行模式发生显著的变化。上述特性给综合能源系统可靠性评估的建模、算法及评价指标带来了一系列的问题,基于大数据、云计
算以及机器学习的可靠性评估建模,充分利用信息流实现系统运行状态准确模拟和快速评估的可靠性评估算法,针对不同供能形式特性的
可靠性评价指标体系将是综合能源系统可靠评估未来的研究方向。
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