多能流耦合规划设计技术的优化

多能流耦合规划问题规模庞大、性质复杂，多能流耦合的运行面临着时间尺度差别大以及诸多方面不确定性强等特征，如供应侧可再生能源出力与负荷侧能源需求总量和需求结构的不确定性等。在规划设计工作中，需要研究构建一套科学的综合评价指标体系和评价方法，这是进行多能流耦合规划一体化设计和运行调控的关键。在此基础上，需要科学考虑电/气/冷/热负荷的时空分布特性和用户需求差异性，深入挖掘不同能源间的互补替代能力，实现多能流耦合综合规划。

多能流耦合协同优化设计需要适于各种时空场景的能源网运行模式和调控策略^[15]，以实现对能源网不同运行场景的精确分析；需深入研究系统内各种设备和环节在不同场景下的工作特性，以获取系统不同工作模式下的运行约束；需在统一考虑系统设计方案的安全性、经济性、能源利用效率、用户舒适性和社会效益等因素基础上，建立系统多目标优化设计模型；需基于全生命周期设计理念，综合考虑系统不同运行阶段特征，采用多场景协同优化分析方法实现问题的求解。

运行中的智能能源网将是一个具有高维、多时标、非线性和随机性的复杂动力系统，对这样一个系统的韧性研究极其重要。所谓韧性，主要指能源网对高风险、小概率扰动事件的抵御能力，强调在面临无法避免的扰动时能有效利用各种资源灵活应对，维持尽可能高的运行水平，并迅速恢复系统性能。(www.xing528.com)

能源网安全性理论是韧性研究的重要理论基础，这是一个极富挑战性的研究方向。首先，从时间角度考虑，多能流耦合的能源网包含了大量特性各异的动态环节，且不同动态时间响应差异性很大。因此，其动态过程需用刚性动力系统模型来描述，模型复杂性更为突出。其次，从模型构成上考虑，多能流耦合能源网的一些环节（如燃气及热力管道、热力存储等环节）的动态需用偏微分方程描述，另一些环节（如电气设备、能源转化装置等）的动态则需用微分方程描述，还有一些环节（如电力网络潮流约束、设备运行极限约束、用户侧用能约束等）作为刚性约束需用代数方程描述，这使得区域级能源网可由偏微分—微分—代数模型来描述，但迄今为止，尚缺乏与此模型相适应的安全性分析理论与方法。其三，从安全性防御角度考虑，需要深入研究多能流耦合能源网连锁故障的演变机理和分析技术。