[发明专利]一种提取故障耦合传播过程中多能流负荷裕度演变及其交互特征的方法

说明书

本发明介绍了一种提取故障耦合传播过程中多能流负荷裕度演变及其交互特征的方法，属于综合能源系统安全分析领域。包括以下步骤：首先，基于马尔可夫过程分析多能流连锁故障的转移过程，生成故障跨能流传播的全系统状态空间，据此得到转移矩阵，并求解各极限状态的负荷裕度；其次，基于马尔可夫过程分析在故障耦合传播下的拓扑变化以及故障耦合传播下的状态变化，得到负荷裕度损失的马尔可夫链；最后，分析综合能源负荷裕度演变过程中的交互行为，提取故障耦合传播过程中综合能源负荷裕度演变及其交互特征。本发明适应于能源互联发展趋势，为当前及未来综合能源系统的建设和运行提供理论支撑。

技术领域

本发明涉及一种提取故障耦合传播过程中多能流负荷裕度演变及其交互特征的方法，属于综合能源系统安全分析领域。

背景技术

综合能源系统是多能源网与互联网深度融合的产物，旨在通过建设电、热、冷和气等多种能源形式并存的供给、传输、分配和利用系统，提升多种能源的综合利用率，是实现我国未来能源革命目标的关键。相较于传统的电力网络，能源互联网在产能、用能、储能、能量传输和能量转换等方面都发生了很大变化。高比例可再生能源的接入、新兴储能设备的大范围使用、热泵和电动汽车等新型负荷的出现以及电力系统、天然气系统、供热系统和交通系统等多能源系统的交叉互联等因素，使得综合能源系统的运行与控制的复杂度大大增强，对各能源系统的可靠、安全运行提出了更高的要求。现阶段，亟需开展综合能源系统风险建模分析、风险评估及控制等方面的研究，为能源互联网的大规模工程实践奠定基础。

多能流复杂网络受到攻击时可能由于连锁故障引起部分或整个系统的崩溃，系统中个别元件故障导致的潮流转移和再分配是连锁故障产生和传播的根本原因，因此可以从网络拓扑角度研究多能流结构的脆弱性，以复杂网络科学为理论基础的小世界拓扑模型是一种有效工具。

本发明旨在探讨综合能源系统可靠性建模、风险分析及控制等科学问题，为当前及未来综合能源系统的建设和运行提供理论支撑和技术参考，本发明分析考虑故障耦合传播过程中的拓扑变化和状态变化，获取负荷裕度演变交互特性；分析异质能流传输及生产环节对EH拓扑及运行状态的影响，考虑各异质能流故障事件相关性，基于马尔可夫过程建立多能流连锁故障的转移过程，并生成故障跨能流传播的全系统状态空间，据此得到转移矩阵，并求解各极限状态的负荷裕度。

发明内容

本发明采用如下技术方案：一种提取故障耦合传播过程中多能流负荷裕度演变及其交互特征的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：基于马尔可夫过程分析多能流连锁故障的转移过程，生成故障跨能流传播的全系统状态空间，据此得到转移矩阵，并求解各极限状态的负荷裕度；

步骤2：基于马尔可夫过程分析在故障耦合传播下的拓扑变化以及故障耦合传播下的状态变化，得到负荷裕度损失的马尔可夫链；

步骤3：分析综合能源负荷裕度演变过程中的交互行为，提取故障耦合传播过程中综合能源负荷裕度演变及其交互特征。

附图说明

附图1为本发明一种基于故障耦合传播过程中的综合能源系统负荷裕度求解方法的整体实施流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

步骤1：准备综合能源系统的原始数据，包括电力系统、天然气系统和热力系统的各节点、支路、耦合传播路径的原始数据，初始化综合能源系统互联网信息；

步骤2：固定能源网数据包初始数量N，随机分配给能量枢纽EH，固定能源互联网中调度中心的位置，计算平均传输周期T；

步骤3：定义综合能源系统网络拓扑模型G＝(J,B)，J表示节点的集合，B表示边的集合,设置模型的主要参数，其中包括综合能源系统网络的特征路径长度L、节点的领节点总数以及节点的集聚系数；