[發明專利]一種提取故障耦合傳播過程中多能流負荷裕度演變及其交互特征的方法

在審

• 申請號: 201910178829.3
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109934486A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 馬瑞;王大朔;趙宇鑫;顏宏文
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明介紹了一種提取故障耦合傳播過程中多能流負荷裕度演變及其交互特征的方法，屬于綜合能源系統安全分析領域。包括以下步驟：首先，基于馬爾可夫過程分析多能流連鎖故障的轉移過程，生成故障跨能流傳播的全系統狀態空間，據此得到轉移矩陣，并求解各極限狀態的負荷裕度；其次，基于馬爾可夫過程分析在故障耦合傳播下的拓撲變化以及故障耦合傳播下的狀態變化，得到負荷裕度損失的馬爾可夫鏈；最后，分析綜合能源負荷裕度演變過程中的交互行為，提取故障耦合傳播過程中綜合能源負荷裕度演變及其交互特征。本發明適應于能源互聯發展趨勢，為當前及未來綜合能源系統的建設和運行提供理論支撐。

技術領域

本發明涉及一種提取故障耦合傳播過程中多能流負荷裕度演變及其交互特征的方法，屬于綜合能源系統安全分析領域。

背景技術

綜合能源系統是多能源網與互聯網深度融合的產物，旨在通過建設電、熱、冷和氣等多種能源形式并存的供給、傳輸、分配和利用系統，提升多種能源的綜合利用率，是實現我國未來能源革命目標的關鍵。相較于傳統的電力網絡，能源互聯網在產能、用能、儲能、能量傳輸和能量轉換等方面都發生了很大變化。高比例可再生能源的接入、新興儲能設備的大范圍使用、熱泵和電動汽車等新型負荷的出現以及電力系統、天然氣系統、供熱系統和交通系統等多能源系統的交叉互聯等因素，使得綜合能源系統的運行與控制的復雜度大大增強，對各能源系統的可靠、安全運行提出了更高的要求。現階段，亟需開展綜合能源系統風險建模分析、風險評估及控制等方面的研究，為能源互聯網的大規模工程實踐奠定基礎。

多能流復雜網絡受到攻擊時可能由于連鎖故障引起部分或整個系統的崩潰，系統中個別元件故障導致的潮流轉移和再分配是連鎖故障產生和傳播的根本原因，因此可以從網絡拓撲角度研究多能流結構的脆弱性，以復雜網絡科學為理論基礎的小世界拓撲模型是一種有效工具。

本發明旨在探討綜合能源系統可靠性建模、風險分析及控制等科學問題，為當前及未來綜合能源系統的建設和運行提供理論支撐和技術參考，本發明分析考慮故障耦合傳播過程中的拓撲變化和狀態變化，獲取負荷裕度演變交互特性；分析異質能流傳輸及生產環節對EH拓撲及運行狀態的影響，考慮各異質能流故障事件相關性，基于馬爾可夫過程建立多能流連鎖故障的轉移過程，并生成故障跨能流傳播的全系統狀態空間，據此得到轉移矩陣，并求解各極限狀態的負荷裕度。

發明內容

本發明采用如下技術方案：一種提取故障耦合傳播過程中多能流負荷裕度演變及其交互特征的方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：基于馬爾可夫過程分析多能流連鎖故障的轉移過程，生成故障跨能流傳播的全系統狀態空間，據此得到轉移矩陣，并求解各極限狀態的負荷裕度；

步驟2：基于馬爾可夫過程分析在故障耦合傳播下的拓撲變化以及故障耦合傳播下的狀態變化，得到負荷裕度損失的馬爾可夫鏈；

步驟3：分析綜合能源負荷裕度演變過程中的交互行為，提取故障耦合傳播過程中綜合能源負荷裕度演變及其交互特征。

附圖說明

附圖1為本發明一種基于故障耦合傳播過程中的綜合能源系統負荷裕度求解方法的整體實施流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

步驟1：準備綜合能源系統的原始數據，包括電力系統、天然氣系統和熱力系統的各節點、支路、耦合傳播路徑的原始數據，初始化綜合能源系統互聯網信息；

步驟2：固定能源網數據包初始數量N，隨機分配給能量樞紐EH，固定能源互聯網中調度中心的位置，計算平均傳輸周期T；

步驟3：定義綜合能源系統網絡拓撲模型G＝(J,B)，J表示節點的集合，B表示邊的集合,設置模型的主要參數，其中包括綜合能源系統網絡的特征路徑長度L、節點的領節點總數以及節點的集聚系數；