團(tuán)隊(duì)介紹

華南理工大學(xué)綜合智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與控制（ISESOOC愛思科）團(tuán)隊(duì)主要從事電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行、綜合能源系統(tǒng)、智能電網(wǎng)能量管理以及信息-物理-社會(huì)系統(tǒng)等方面的研究。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人朱繼忠教授是國家海外高層次引進(jìn)人才，IEEE/IET/CSEE Fellow，英國皇家學(xué)會(huì)客座研究員，擔(dān)任IEEE PES智慧樓宇、負(fù)載及客戶系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)（中國）主席，MPCE等國際期刊編委，IEEE P2781和P2783兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作組主席，IEEE SMC標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)委員和IEEE SMC智能電力與能源系統(tǒng)專委會(huì)委員，全國電力需求側(cè)管理標(biāo)委會(huì)委員。曾任首屆全國創(chuàng)新爭先獎(jiǎng)評審委員會(huì)委員、IEEE電力負(fù)荷分專委會(huì)主席、IEEE SBLC亞太地區(qū)工作組主席等。

團(tuán)隊(duì)正茁壯成長，目前有教授1名，副教授2名，博士后、博士與碩士研究生共30余名。近年來，參與和承擔(dān)了國基等國家級課題6項(xiàng)、省部級科學(xué)基金4項(xiàng)、國家電網(wǎng)公司與南方電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目等科研項(xiàng)目8項(xiàng)。近三年來發(fā)表SCI論文30余篇，EI收錄論文60余篇，主持和參與制定國際國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，獲省部級科技獎(jiǎng)3項(xiàng)。

朱繼忠

朱繼忠，教授，博士生導(dǎo)師，IEEE/IET/CSEE Fellow，華南理工大學(xué)愛思科團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，主要從事綜合智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與控制方面的研究工作。

駱騰燕

駱騰燕，碩士研究生，研究方向?yàn)榫C合智慧能源系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評估與優(yōu)化。

吳皖莉

吳皖莉，博士研究生，研究方向?yàn)殡妱?dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)。

李盛林

李盛林，博士研究生，研究方向?yàn)榭稍偕茉次㈦娋W(wǎng)和主動(dòng)配電網(wǎng)的能量管理。

董瀚江

董瀚江，博士研究生，研究方向?yàn)榫C合智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與控制。

研究背景

目前，對于綜合能源系統(tǒng)(integrated energy system，IES)的研究已成為國內(nèi)外能源領(lǐng)域未來發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。作為運(yùn)行優(yōu)化與穩(wěn)定控制過程中的關(guān)鍵技術(shù)，IES的運(yùn)行可靠性評估方法一直受到廣泛研究。運(yùn)行可靠性定義為計(jì)及設(shè)備自身健康狀況、外部環(huán)境條件、系統(tǒng)運(yùn)行條件和系統(tǒng)運(yùn)行行為時(shí)，系統(tǒng)在短期內(nèi)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量不間斷地向用戶提供能量的度量。

與傳統(tǒng)的可靠性評估不同，運(yùn)行可靠性更關(guān)注設(shè)備在實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下的時(shí)變可靠性。IES受設(shè)備故障及隨機(jī)停運(yùn)等內(nèi)部因素的影響，同時(shí)外部的不確定性運(yùn)行條件也為系統(tǒng)的可靠運(yùn)行帶來威脅。

進(jìn)行運(yùn)行可靠性評估的主要目標(biāo)不僅是實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)評估與監(jiān)測，而且可以基于系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)快速定位，并對短期可能面臨的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，從而給出未來短時(shí)內(nèi)的綜合控制方案、輔助決策、運(yùn)行調(diào)度指導(dǎo)等關(guān)鍵信息，保障IES持續(xù)高效安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 IES耦合結(jié)構(gòu)示意圖

論文所解決的問題及意義

本文對現(xiàn)有的IES運(yùn)行可靠性評估研究現(xiàn)狀進(jìn)行了進(jìn)一步梳理，在此基礎(chǔ)上提出了IES運(yùn)行可靠性評估的新思路。

首先，從模型驅(qū)動(dòng)以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)兩方面詳細(xì)介紹了IES設(shè)備運(yùn)行可靠性建模的研究現(xiàn)狀以及各種建模方法存在的問題；然后，從模型驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、模型-數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)三個(gè)方面詳細(xì)梳理了IES運(yùn)行可靠性評估方法的研究現(xiàn)狀，并分析總結(jié)其優(yōu)勢和不足；最后，對IES運(yùn)行可靠性分析建模與評估方法中的現(xiàn)存關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行展望，并提出人工智能背景下模型-數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)的IES運(yùn)行可靠性建模與評估的新思路。

為保證文章內(nèi)容的完整性與連貫性，筆者組織了上下兩篇系列論文，本文為上篇，主要內(nèi)容為對模型驅(qū)動(dòng)的IES設(shè)備運(yùn)行可靠性建模及IES運(yùn)行可靠性評估進(jìn)行研究現(xiàn)狀的綜述以及現(xiàn)存問題的歸納總結(jié)。

論文方法及創(chuàng)新點(diǎn)

為了規(guī)避短期運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)的安全性與可靠性，綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的建模及評估工作具有重要意義。本文首先對基于模型驅(qū)動(dòng)的綜合能源系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行可靠性建模的研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述與總結(jié)；而后，從系統(tǒng)狀態(tài)生成與選取、系統(tǒng)狀態(tài)分析與評估、可靠性指標(biāo)建立與計(jì)算三方面詳細(xì)介紹了模型驅(qū)動(dòng)的綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評估的研究現(xiàn)狀，并系統(tǒng)歸納了現(xiàn)有研究存在的不足，以便后續(xù)研究進(jìn)行參考和改進(jìn)。

圖2 模型驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行可靠性評估

結(jié)論

對IES進(jìn)行運(yùn)行可靠性評估不僅可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)可靠性信息的獲取與感知，而且可對當(dāng)前系統(tǒng)在未來短時(shí)段內(nèi)可能面臨的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，對提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性具有重要意義。本文從模型驅(qū)動(dòng)的IES設(shè)備運(yùn)行可靠性建模方法和模型驅(qū)動(dòng)的IES運(yùn)行可靠性評估方法兩大方面進(jìn)行研究現(xiàn)狀的綜述并總結(jié)出現(xiàn)有研究存在的問題。

本系列論文的下篇將會(huì)對數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)以及模型-數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)的IES運(yùn)行可靠性評估做詳細(xì)評述，并對IES 運(yùn)行可靠性評估工作作出展望，在此基礎(chǔ)上，提出基于模型-數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)的IES運(yùn)行可靠性建模與評估新思路。

本文編自2022年第11期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評估評述I：模型驅(qū)動(dòng)法”。本課題得到了廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目和廣東省國際合作項(xiàng)目的支持。