團隊介紹

華南理工大學綜合智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化運行與控制（ISESOOC愛思科）團隊主要從事電網(wǎng)優(yōu)化運行、綜合能源系統(tǒng)、智能電網(wǎng)能量管理以及信息-物理-社會系統(tǒng)等方面的研究。

團隊負責人朱繼忠教授是國家海外高層次引進人才，IEEE/IET/CSEE Fellow，英國皇家學會客座研究員，擔任IEEE PES智慧樓宇、負載及客戶系統(tǒng)技術委員會（中國）主席，MPCE等國際期刊編委，IEEE P2781和P2783兩個標準工作組主席，IEEE SMC標準委員會委員和IEEE SMC智能電力與能源系統(tǒng)專委會委員，全國電力需求側管理標委會委員。曾任首屆全國創(chuàng)新爭先獎評審委員會委員、IEEE電力負荷分專委會主席、IEEE SBLC亞太地區(qū)工作組主席等。

團隊正茁壯成長，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，參與和承擔了國基等國家級課題6項、省部級科學基金4項、國家電網(wǎng)公司與南方電網(wǎng)公司科技項目等科研項目8項。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相關標準5項，獲省部級科技獎3項。

朱繼忠

朱繼忠，教授，博士生導師，IEEE/IET/CSEE Fellow，華南理工大學愛思科團隊負責人，主要從事綜合智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化運行與控制方面的研究工作。

駱騰燕

駱騰燕，碩士研究生，研究方向為綜合智慧能源系統(tǒng)運行可靠性評估與優(yōu)化。

吳皖莉

吳皖莉，博士研究生，研究方向為電動汽車與電網(wǎng)互動。

李盛林

李盛林，博士研究生，研究方向為可再生能源微電網(wǎng)和主動配電網(wǎng)的能量管理。

董瀚江

董瀚江，博士研究生，研究方向為綜合智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化運行與控制。

研究背景

目前，對于綜合能源系統(tǒng)(integrated energy system，IES)的研究已成為國內外能源領域未來發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。作為運行優(yōu)化與穩(wěn)定控制過程中的關鍵技術，IES的運行可靠性評估方法一直受到廣泛研究。運行可靠性定義為計及設備自身健康狀況、外部環(huán)境條件、系統(tǒng)運行條件和系統(tǒng)運行行為時，系統(tǒng)在短期內按可接受的質量標準和所需數(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，運行可靠性更關注設備在實時運行狀態(tài)下的時變可靠性。IES受設備故障及隨機停運等內部因素的影響，同時外部的不確定性運行條件也為系統(tǒng)的可靠運行帶來威脅。

進行運行可靠性評估的主要目標不僅是實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時評估與監(jiān)測，而且可以基于系統(tǒng)運行實時狀態(tài)信息，實現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的精準快速定位，并對短期可能面臨的運行風險進行科學預測，從而給出未來短時內的綜合控制方案、輔助決策、運行調度指導等關鍵信息，保障IES持續(xù)高效安全穩(wěn)定運行。

圖1 IES耦合結構示意圖

論文所解決的問題及意義

本文對現(xiàn)有的IES運行可靠性評估研究現(xiàn)狀進行了進一步梳理，在此基礎上提出了IES運行可靠性評估的新思路。

首先，從模型驅動以及數(shù)據(jù)驅動兩方面詳細介紹了IES設備運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，從模型驅動、數(shù)據(jù)驅動、模型-數(shù)據(jù)混合驅動三個方面詳細梳理了IES運行可靠性評估方法的研究現(xiàn)狀，并分析總結其優(yōu)勢和不足；最后，對IES運行可靠性分析建模與評估方法中的現(xiàn)存關鍵科學問題進行展望，并提出人工智能背景下模型-數(shù)據(jù)混合驅動的IES運行可靠性建模與評估的新思路。

為保證文章內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，主要內容為對模型驅動的IES設備運行可靠性建模及IES運行可靠性評估進行研究現(xiàn)狀的綜述以及現(xiàn)存問題的歸納總結。

論文方法及創(chuàng)新點

為了規(guī)避短期運行風險，提升系統(tǒng)的安全性與可靠性，綜合能源系統(tǒng)運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動的綜合能源系統(tǒng)設備運行可靠性建模的研究現(xiàn)狀進行闡述與總結；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、可靠性指標建立與計算三方面詳細介紹了模型驅動的綜合能源系統(tǒng)運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)研究進行參考和改進。

圖2 模型驅動的運行可靠性評估

結論

對IES進行運行可靠性評估不僅可以實現(xiàn)系統(tǒng)實時可靠性信息的獲取與感知，而且可對當前系統(tǒng)在未來短時段內可能面臨的運行風險進行預測，對提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性具有重要意義。本文從模型驅動的IES設備運行可靠性建模方法和模型驅動的IES運行可靠性評估方法兩大方面進行研究現(xiàn)狀的綜述并總結出現(xiàn)有研究存在的問題。

本系列論文的下篇將會對數(shù)據(jù)驅動以及模型-數(shù)據(jù)混合驅動的IES運行可靠性評估做詳細評述，并對IES 運行可靠性評估工作作出展望，在此基礎上，提出基于模型-數(shù)據(jù)混合驅動的IES運行可靠性建模與評估新思路。

本文編自2022年第11期《電工技術學報》，論文標題為“綜合能源系統(tǒng)運行可靠性評估評述I：模型驅動法”。本課題得到了廣東省自然科學基金項目和廣東省國際合作項目的支持。