[發明專利]極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法

在審

• 申請號: 202011402300.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112528481A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 陳穎;任正偉;王東升;李信;彭柏;楊峰;沈沉;黃少偉;肖娜;劉超;王藝霏;閆忠平;張少軍;婁競;李平舟;許大衛;陳重韜;李賢;李碩;蘇丹
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網冀北電力有限公司信息通信分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F119/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

1.一種極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法，其特征在于，包括：

根據自然環境狀態和不同類型設備的設備狀態，建立熱電耦合系統在極寒災害下的馬爾可夫狀態空間；

對所述馬爾可夫狀態空間的轉移過程進行分析，得到熱電耦合系統在相鄰時刻間狀態的轉移概率；

基于熱電耦合系統在相鄰時刻間狀態的轉移概率，計算熱電耦合系統從災害開始的初始狀態到當前時刻狀態的發生概率。

2.根據權利要求1所述的極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法，其特征在于，所述自然環境狀態為t時刻災害中心的極寒天氣強度：

其中，其中ω_t為風速(m/s)，π_t為降雪量(mm)，κ_t為外界氣溫(℃)。

3.根據權利要求1所述的極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法，其特征在于，所述設備狀態包括線路狀態、負荷狀態、機組狀態、儲能狀態和設備性能狀態。

4.根據權利要求3所述的極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法，其特征在于，所述線路狀態表示為：

其中，和分別表示電網線路和熱網管道的運行狀態；

所述負荷狀態表示為：

其中，為m個負荷狀態，分別對應不同程度的負荷損失，γ^D中的元素將區間[0,1]等分為m個子區間；

每個子區間的寬度為為Δγ^D，滿足：

負荷狀態表示負荷損失程度位于區間[i·Δγ^D,(i+1)·Δγ^D)內；

對于分布式機組G，t時刻分布式機組剩余可用燃料量為：

其中，表示機組側在災前儲備的燃料總量；

將區間離散化為：

描述分布式機組G出力的n_G個離散的馬爾可夫狀態，在區間中均勻分布，相鄰狀態之間間隔為：

當分布式機組G狀態為時，表示分布式機組G剩余的燃料量在之間；

所述儲能狀態描述了可移動儲能能量的剩余量，熱電耦合系統中，可移動儲能包括應急供電車和取暖物資兩種類型；

t時刻節點j處電池儲能剩余電量狀態為：

其中，表示節點j處的應急供電車在災前儲備的總電能，為整數，表示節點j處的應急供電車輛數，E_Veh表示單輛供電車的電能容量；

定義t時刻節點j處可用取暖物資總能量為：

其中，是災害發生前節點j處所配置的取暖物資總量；

對區間和進行離散化，分別得到各寬度為的子區間和個寬度為的子區間；

將所述儲能狀態統一表示為：

所述設備性能狀態表示為：

其中，t時刻電池儲能的容量性能狀態為表示在給定外界溫度下電池儲能容量相對于正常環境溫度下的比例；熱泵的能效狀態為表示在t時刻的外界環境溫度下熱泵制熱量與消耗電能的比例。

5.根據權利要求3所述的極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法，其特征在于，所述馬爾可夫狀態空間包括長時間尺度的馬爾可夫狀態空間和短時間尺度的馬爾可夫狀態空間，其中，一個長時間尺度內包括多個短時間尺度；

所述長時間尺度的馬爾可夫狀態空間可表示為：

其中，t_h表示長時間尺度的時刻；

所述短時間尺度的馬爾可夫狀態空間可表示為：

其中，t_m表示短時間尺度的時刻。

6.根據權利要求4所述的極寒災害下熱電耦合系統隨機動態過程的建模與分析方法，其特征在于，所述對所述馬爾可夫狀態空間的轉移過程進行分析，得到熱電耦合系統在相鄰時刻間的狀態轉移概率包括：

對于相鄰兩個長時間尺度間的多個短時間尺度，計算每相鄰兩個短時間尺度間的線路狀態轉移概率；

根據每相鄰兩個短時間尺度間的線路狀態轉移概率，計算相鄰兩個長時間尺度的線路狀態轉移概率。