[發(fā)明專利]一種電-氣綜合能源系統(tǒng)元件脆弱性改善方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010135812.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-03-02 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111444593B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-05-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 丁一;桑茂盛;包銘磊 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06F30/20 | 分類號(hào)： | G06F30/20;H02J3/00;H02J3/06;G06F119/02 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 林超 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國(guó)省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 綜合 能源 系統(tǒng) 元件 脆弱 改善 方法 | ||
1.一種電-氣綜合能源系統(tǒng)元件脆弱性改善方法，其特征在于：包括以下步驟：
步驟1、輸入原始數(shù)據(jù)，建立電-氣綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)模型，計(jì)算得到系統(tǒng)在初始正常狀態(tài)下的運(yùn)行結(jié)果；
步驟2、根據(jù)初始正常狀態(tài)下的運(yùn)行結(jié)果，提取電-氣綜合能源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，處理獲得元件的結(jié)構(gòu)脆弱性參數(shù)；
步驟3、模擬元件故障，包括電力線路停運(yùn)和天然氣管道停運(yùn)，利用電-氣綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)模型得到電-氣綜合能源系統(tǒng)在故障狀態(tài)下的運(yùn)行結(jié)果；
步驟4、基于故障狀態(tài)下的運(yùn)行結(jié)果，處理獲得天然氣系統(tǒng)氣流分布熵和電力系統(tǒng)潮流分布熵，從而得到元件的運(yùn)行脆弱性參數(shù)；
步驟5、基于步驟2和步驟4中獲得的各脆弱性參數(shù)，利用最優(yōu)組合權(quán)重法計(jì)算各參數(shù)的權(quán)重，從而得到元件的綜合脆弱度；選擇綜合脆弱度較高的元件進(jìn)行處理，通過(guò)加粗電力線路和加固天然氣管道來(lái)提高元件的可靠性；
所述的步驟1具體如下：
步驟1.1、建立天然氣系統(tǒng)和電力系統(tǒng)運(yùn)行能源消耗量之和的最小值Minf作為電-氣綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)模型的目標(biāo)函數(shù)：
式中，Φg、Φe分別為天然氣節(jié)點(diǎn)集合、電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)集合；分別為天然氣節(jié)點(diǎn)i在狀態(tài)l下的氣源供氣量、氣負(fù)荷切除量；為天然氣節(jié)點(diǎn)i在狀態(tài)l下的運(yùn)行能源消耗量，為和的二次或線性函數(shù)；和分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j在狀態(tài)l下的常規(guī)機(jī)組有功出力功率、燃?xì)鈾C(jī)組有功出力功率和電負(fù)荷功率切除量；為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j在狀態(tài)l下的運(yùn)行能源消耗量，為和的二次或線性函數(shù)；i、j分別為天然氣節(jié)點(diǎn)、電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的序數(shù)；l為系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的序數(shù)，l＝0時(shí)表示初始正常運(yùn)行狀態(tài)；
步驟1.2、建立以下電-氣綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)模型的等量約束：
式中，F(xiàn)load,i、分別為天然氣節(jié)點(diǎn)i的氣負(fù)荷、在狀態(tài)l下的燃?xì)鈾C(jī)組耗氣量；(i,t)表示連接首端節(jié)點(diǎn)i和末端節(jié)點(diǎn)t的天然氣管道；Φpipe表示天然氣管道的集合；表示天然氣管道(i,t)在狀態(tài)l下流過(guò)的氣量；Mit表示天然氣管道(i,t)的傳輸參數(shù)；分別表示天然氣節(jié)點(diǎn)i、t在狀態(tài)l下的氣壓平方值；Pload,j表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j的有功功率負(fù)荷；(j,s)表示連接首端節(jié)點(diǎn)j和末端節(jié)點(diǎn)s的電力線路；Φline表示電力線路的集合；表示電力線路(j,s)在狀態(tài)l下流過(guò)的有功功率；xjs表示電力線路(j,s)的電抗；和分別表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j、s在狀態(tài)l下的電壓相角；GHV、ηG2P分別表示天然氣熱值、燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)電效率；j∈i表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j上燃?xì)鈾C(jī)組的天然氣燃料由天然氣節(jié)點(diǎn)i提供；Psour,j表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j上所連接的氣源維持正常工作所消耗的有功功率；ηP2G表示電轉(zhuǎn)氣的轉(zhuǎn)化系數(shù)；i∈j表示天然氣節(jié)點(diǎn)i上氣源的工作電源由電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j提供；
步驟1.3、建立電-氣綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)模型的不等量約束：
式中，表示天然氣節(jié)點(diǎn)i上氣源在狀態(tài)l下的工作狀態(tài)，當(dāng)氣源正常工作時(shí)值為1，否則為0；公式和表示當(dāng)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j的電負(fù)荷切除量大于一定的閾值時(shí)，即則表明被供電的氣源會(huì)停運(yùn)；字母的上標(biāo)分別帶有“max”和“min”表示該變量的上限和下限；
最后將原始數(shù)據(jù)輸入到上述模型中求解獲得系統(tǒng)在初始正常狀態(tài)下的運(yùn)行結(jié)果。
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