随着清洁能源和节能减排政策的倡导以及储能、新能源发电等技术的发展,大规模天然气、储能系统、电动汽车等新型能源资源接入电网,形成以电能为核心的多能源互联耦合系统。然而多能源资源的运行策略、耦合机制及其不确定性等因素,均对电力系统安全性和可靠性产生影响。因此,开展含天然气、储能系统、电动汽车等新型能源资源的多能源互联耦合系统可靠性模型和算法研究,对多能源互联耦合系统的规划设计及运行等均具有重要的理论指导意义和实际应用价值。基于此,本文依托国家自然科学基金“考虑需求侧响应的主动配电系统风险评估及优化研究”项目和国家重点实验室开放基金“考虑多形态需求侧资源的能源互联网可靠性研究”项目,分别对天然气输配管网可靠性模型、储能系统充放电模型、电动汽车充放电模型进行深入探究,本文主要研究内容如下:(1)基于分时电价机制的电动汽车充电负荷模型研究。结合电动汽车充电负荷影响因素和历史行驶数据建立电动汽车充电行为模型,提出基于蒙特卡罗法的电动汽车充电负荷模拟算法;建立时段划分模型,采用等步长枚举迭代技术求解该模型;分析分时电价机制对电动汽车用户充电行为的影响,进而生成基于分时电价机制的电动汽车用户响应模型。通过电动汽车数据对模型和算法进行验证,结果表明分时电价机制下的电动汽车有序充电行为对系统负荷起到削峰填谷的效果,从而为提出电动汽车V2G参与系统需求管理策略和模型奠定理论基础。(2)考虑天然气输配管网系统不确定性的气电耦合系统的可靠性研究。分析天然气输配管网系统的特征,提出基于状态转移等效技术的天然气输配管网可靠性评估模型。利用解析技术枚举天然气输配管网系统所有故障事件并计算概率;将天然气输配管网系统的不可靠度转移到燃气机组的发电失效状态,进而建立天然气输配管网可靠性模型;利用非序贯蒙特卡罗模拟法对气电耦合系统的失效事件进行抽样,建立考虑天然气输配管网系统不确定性的气电耦合系统的可靠性评估模型,并通过算例验证了模型的有效性和可行性。(3)考虑需求管理的多能源互联耦合系统可靠性研究。建立多能源互联耦合系统各元件模型,包括风电出力模型、储能系统充放电模型和电动汽车充放电模型;利用峰谷时段差异性提出储能系统和电动汽车V2G充放电策略,进而建立多能源互联耦合系统的需求管理模型;提出基于伪解析抽样技术的系统可靠性评估算法,评估多能源互联耦合系统可靠性水平。将该模型应用于可靠性测试系统,算例表明储能系统和电动汽车V2G参与系统需求管理可以起到平衡系统峰谷负荷及提高系统可靠性的作用。