[發明專利]一種考慮天然氣系統影響的電力系統連鎖故障估計方法

有效

• 申請號: 201811535499.0
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109615248B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 丁一;包銘磊;周曉鳴;楊陽;桑茂盛;邵常政
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種考慮天然氣系統影響的電力系統連鎖故障估計方法。建立了天然氣系統的故障物理模型，將天然氣系統的故障物理模型耦合到電力系統連鎖故障估計處理中，形成了天然氣系統發生事故影響的電力系統連鎖故障模型，并利用電力系統連鎖故障模型計算獲得故障估計參數，利用故障估計參數進行連鎖故障估計判斷。本發明將天然氣系統的故障物理模型耦合到電力系統連鎖故障的評估中，提出了考慮天然氣系統影響的電力系統連鎖故障模型，為電力系統應對天然氣系統帶來的影響提供基礎。

技術領域

本發明涉及含多種能源形式的電力系統可靠性評估領域的一種電力系統故障估計方法，尤其是涉及了一種考慮天然氣系統影響的電力系統連鎖故障估計方法。

背景技術

天然氣作為清潔高效的能源，在能源消費中的占比不斷提高，世界各國也在不斷建設天然氣機組，為此電力系統與天然氣系統的耦合越來越緊密。在日常運行中，天然氣系統中發生氣源供應中斷、氣壓損失和管道泄露等情況都可能導致天然氣機組的天然氣供應中斷，天然氣機組不得不降低出力，勢必給電力系統的運行帶來巨大挑戰。傳統的電力系統連鎖故障的研究主要集中于電力系統，忽略了其他能源系統對它的影響，為此現階段缺少電力系統連鎖故障估計判斷的方法，電力系統連鎖故障估計方法難以滿足未來的需求。

發明內容

針對上述背景技術中的問題，本發明提出了一種考慮天然氣系統影響的電力系統連鎖故障估計方法，填補了背景技術的空白。本發明將天然氣系統的故障物理模型耦合到電力系統連鎖故障的評估中，提出了考慮天然氣系統影響的電力系統連鎖故障模型，為電力系統應對天然氣系統帶來的影響提供基礎。

如圖1所示，本發明的技術方案是：

本發明方法建立了天然氣系統的故障物理模型，將天然氣系統的故障物理模型耦合到電力系統連鎖故障估計處理中，形成了天然氣系統發生事故影響的電力系統連鎖故障模型，并利用電力系統連鎖故障模型計算獲得故障估計參數，利用故障估計參數進行連鎖故障估計判斷。

本發明方法實施主要包括以下幾部分：

天然氣系統是由多個天然氣節點構成，天然氣系統運行依靠多個天然氣氣源對各個天然氣節點的天然氣負荷供應，天然氣節點之間通過管道連通；天然氣節點為用以傳輸天然氣、起著匯集分配傳送天然氣作用的設備。

電力系統是由多個電力節點構成，電力節點為用以傳輸電力、起著匯集分配傳送電力作用的設備。每個電力節點包含天然氣機組和燃煤機組，天然氣機組gg是在電力系統中的需要消耗天然氣的發電機組，并由天然氣氣源供應天然氣，燃煤機組是在電力系統中的需要消耗煤的發電機組；天然氣氣源一方面向天然氣系統中的各個天然氣節點供應，另一方面向電力系統的電力節點中的各個天然氣機組供應，天然氣氣源向電力系統中的天然氣機組輸出的天然氣供應量作為氣轉電負荷；

電力系統中的電力節點與天然氣系統中的天然氣節點之間存在已知固定的連接關系拓撲，一個電力系統與至少一個天然氣系統連接，一個天然氣系統與至少一個電力系統連接，電力系統與天然氣系統之間連接關系拓撲是已知的。天然氣系統向電力系統傳輸天然氣所對應的天然氣節點和電力節點構成了耦合關系，組成耦合節點，耦合節點由一個天然氣節點和對應的一個電力節點構成；

1)根據天然氣系統故障建立天然氣系統的故障物理模型

當天然氣系統從初始狀態0轉變為事故后狀態l_g，采用以下方式計算獲得對于狀態l_g下的天然氣氣源供應量和氣轉電負荷的去除量；

1.1)建立以下天然氣系統發生事故后的目標函數：