综合能源系统(Integrated Energy system,IES)是多能流耦合系统的实际应用和发展方向,也是支撑能源互联网的核心技术。目前跨境能源交易频繁,跨境综合能源系统(Cross-border Integrated Energy system,CBIES)为跨境能源市场开拓了新的...
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综合能源系统(Integrated Energy system,IES)是多能流耦合系统的实际应用和发展方向,也是支撑能源互联网的核心技术。目前跨境能源交易频繁,跨境综合能源系统(Cross-border Integrated Energy system,CBIES)为跨境能源市场开拓了新的交易渠道和市场动力,但交易机制和出清方法尚不完善,给跨境多能流市场交易带来了困难,同时综合能源系统的跨境互联对稳定、安全运行提出了挑战。国家间的能源隐私和数据壁垒也对系统的可靠性评估产生了诸多问题。在此背景下,本文对综合能源系统建模,跨境互联模式,跨境电-气综合能源系统市场出清模型和系统可靠性评估等方面展开理论研究,主要总结如下:首先结合统一能路理论,对供气网络的气流、输油网络的油流进行了数学建模,总结得到了在数学形式上与电路理论类似的油路模型,进一步完善了统一能路理论,为后续系统可靠性评估奠定理论基础。对跨境能源的互联模式进行分析,梳理了交界互联和跨国/洲互联两种互联模式,考虑了其在物理层和评估层对系统可靠性评估造成的影响,为后续该系统可靠性评估机制设计提供参考。计及跨境互联的供能的不确定性,建立了解耦断供模型(Discoupling And Disconnect Model,D&DM)。面向跨境电-气综合能源系统,考虑了市场参与者的非完全理性,提出了基于演化博弈的境内-跨境两级市场投标-出清三层优化模型,结合KKT条件,将三层模型简化为两层(单目标-多目标)优化模型。针对基于演化博弈的境内-跨境两级市场投标-出清模型,设计了两级市场并行耦合出清模型,多目标优化部分在NSGA-Ⅲ的基础上,提出了一种含偏好选择的小生境技术(Preference Selection Niche Technology,PSNT)。通过算例分析,验证了所提模型和算法的可行性和有效性。在统一能路建模的基础上,基于向量Lz变换对跨境综合能源系统的可靠性建立了通用模型,并采用脆弱性指标逆向表征系统的可靠性,同时考虑跨境互联带来的能源隐私和数据壁垒等问题,设计了跨境综合能源系统可靠性协同评估机制。最后通过算例分析,验证了所提评估方法的精度和模型的有效性。
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