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二国内外研究现状
虽然近几年国内外在多能流领域做了不少研究,但与电网能量管理问题不同,多能流能量管理问题尚未形成研究体系,主要还是在某些方面做了部分理论研究,尚未形成EMS的整个架构,EMS的不少基本概念和方法在多能流系统中尚处于空白,研究空间很大。
1)建模和计算方面
单能流系统和单设备的建模已经比较成熟,未考虑网络具体特性约束的模型已得到大量应用,多能流网络的联合建模取得初步成果,但在具体应用问题中有待改进,如多能流的高效求解、仿真。
2)状态估计方面
电网状态估计的研究已经比较成熟,而热网、天然气网络的状态估计研究还比较初步,多能流状态估计基本处于空白状态。
3)安全分析与安全控制方面
在电力系统领域比较成熟,而在供热/冷和天然气网络方面相对薄弱,已有研究关注不同系统间的相互影响和最优能流,但适用于在线运行的系统性的多能流安全分析和安全控制的概念和方法还比较初步,有待深入研究。
4)优化调度方面
多能流优化调度的研究相对比较丰富,部分研究考虑了不同能流系统的网络约束和动态过程,但还比较初步,尚未充分考虑多时间尺度特性和多管理主体对优化调度方法的影响。
5)能量管理系统架构方面
电网的集中式EMS已经很成熟,分布式EMS正在发展中,而供热/冷系统和天然气系统的EMS还不够完善,缺乏适应多能流特点的EMS功能架构设计,尚无成熟的多能流EMS问世。
三研究展望
针对多能流能量管理的“多能流耦合、多时间尺度和多管理主体”三方面挑战,需要将传统电网能量管理问题拓展到包含电力、天然气和冷热等多能流系统的综合能量管理问题,包括以下几个方面:
1)多能流实时建模与状态估计
建立多能流耦合的综合量测方程和多能流耦合的综合状态估计模型;应对多能流量测类型、数值、精度和时间尺度的差异,提出多能流耦合的可观测性分析、数值求解、坏数据辨识、抗差状态估计、动态状态估计等方法;由于多主体管理不同能流和不同供能区域的实际需求,需要研究分布式状态估计算法。
2)多能流多时间尺度安全分析和安全控制
研究多能流预想事故集的定义和建模方法、不同能流之间的耦合及其相互作用机理;针对多时间尺度特征,研究不同能流安全性指标随时间变化的规律及其事故严重性评估指标,并提高多能协同分析的效率;在此基础上,研究多能流的预防控制、校正控制、紧急控制和恢复控制方法,发挥不同能流网络相互支撑的作用;研究分布式方法。
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