[發明專利]關聯電力–天然氣系統在不同故障下的脆弱性評估方法

在審

• 申請號: 202010576780.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111832907A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 章惠;歐陽敏;張雪菲;王世舉;遲福建
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網天津市電力公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種關聯電力–天然氣系統在不同故障下的脆弱性評估方法，屬于關鍵基礎設施韌性領域。方法包括：在不同的故障情形下，根據期望的計算時間和精確度要求，選擇關聯電力–天然氣系統的運作模型，并基于選擇的關聯電力–天然氣系統的運作模型和故障情形模型建立系統脆弱性評估模型；實時采集關聯電力–天然氣系統的結構信息數據、耦合信息數據、供給需求數據、系統運行約束條件和系統組件故障數據輸入至關聯電力–天然氣系統的脆弱性評估模型中，得到脆弱性評估結果。本發明通過定量計算，從計算時間和計算精確度兩方面對已有模型進行定性比較，根據不同故障情形和不同計算時間/精確度需求，提供了在不同故障情形下都適用的模型選擇方法。

技術領域

本發明屬于關鍵基礎設施韌性領域，更具體地，涉及一種關聯電力–天然氣系統在不同故障下的脆弱性評估方法。

背景技術

隨著社會的發展和能源消耗的不斷增加，化石能源短缺以及環境污染等問題不容忽視。為此，世界各國紛紛提出構建以最大限度開發利用新能源、最大幅度提高能源綜合利用效率為使命的新一代能源系統。發展清潔高效的能源系統成為各國政府能源政策的核心戰略。在我國，相關學者提出了構建以電網為核心的新一代能源系統——關聯電力–天然氣系統。該系統是在考慮電力系統和天然氣系統之間關聯關系的基礎上，通過對電力和天然氣的產生、傳輸與分配、轉換、存儲等環節進行協調與優化，形成的綜合系統，旨在克服我國長期存在的各類能源計劃單列、條塊分割，缺乏有效的能源市場配置等缺陷，實現多元能源結構相互協同生產、供應和規劃，進而達到各類能源綜合利用、供需互動、高效運行。

相較于傳統的電力系統，關聯電力–天然氣系統是通過將電力系統和天然氣系統緊密地關聯在一起實現的。天然氣作為一種清潔能源，具有儲量豐富、高效環保等優點，在世界范圍內得到大量開發。隨著燃氣輪機、熱電聯產(combined heat and power，CHP)、電轉氣(P2G)等技術的廣泛應用，關聯電力–天然氣系統中電力系統、天然氣系統之間的物理關聯愈發緊密。而這種愈發緊密的關聯關系使得關聯電力–天然氣系統在組件故障、蓄意破壞等突發情形下更加脆弱，因此為了保證關聯電力–天然氣系統的安全性、可靠性以及我國能源的正常供應，對關聯電力–天然氣系統在突發情形下的脆弱性進行評估，從而提高關聯電力–天然氣系統的韌性則顯得尤其重要。

研究關聯電力–天然氣系統在突發情形下的脆弱性，需要構建出關聯電力–天然氣系統的運作模型，其做法是先構建電力系統、天然氣系統的運作模型，之后對電力系統和天然氣系統的耦合關系建模，得到關聯電力–天然氣系統的運作模型。目前已構建的電力系統運作模型有電力系統連通度模型(PNC)、電力系統網絡流模型(PNF)、電力系統直流潮流模型(DCPF)；已構建的天然氣系統運作模型有天然氣系統連通度模型(GNC)、天然氣系統網絡流模型(GNF)、天然氣系統系統穩態模型(SGF)。

由于電力系統、天然氣系統各自的運作模型種類較多，不同模型對系統描述的精細程度不同，越貼近真實系統的模型往往計算準確度越高，計算量越大。在不同的故障情形下，如何在同時兼顧計算時間和精確度的要求下，選擇合適的關聯電力–天然氣系統的運作模型進行系統的脆弱性評估，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種關聯電力–天然氣系統在不同故障下的脆弱性評估方法，其目的在于選擇合適的關聯電力–天然氣系統的運作模型進行脆弱性評估，使其同時兼顧計算時間和精確度的要求。

為實現上述目的，本發明提供了一種關聯電力–天然氣系統在不同故障下的脆弱性評估方法，包括：

S1.在不同的故障情形下，根據期望的計算時間和精確度要求，選擇關聯電力–天然氣系統的運作模型，并基于選擇的關聯電力–天然氣系統的運作模型和故障情形建立關聯電力–天然氣系統的脆弱性評估模型；所述不同的故障情形包括隨機故障、蓄意破壞和考慮防護的蓄意破壞；