[发明专利]一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法

权利要求书

1.一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：对于城市电与气综合能源系统的基本构成单元电力线路和输气管道通过熵权决策法按照三个评价指标分成三个受灾等级；

步骤S2：建立自然灾害情况下，城市电与气综合能源系统基本元件的受灾故障不确定集合；

步骤S3：建立考虑弹性提升的城市电与气综合能源系统扩展规划鲁棒优化模型；

步骤S4：由于上步所建立的鲁棒优化模型具有max-min-max三层结构，无法直接求得最终结果；因此将所建立的鲁棒优化模型进行转化，并利用列和约束算法进行求解；

步骤S5：使用IEEE33节点电力系统和比利时20节点天然气系统作为仿真算例对模型进行验证说明；使用MATLAB语言对模型编程，调用CPLEX工具箱进行求解。

2.根据权利要求1所述的一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法，其特征在于，步骤S1中的利用熵权决策法对城市电与气综合能源系统的基本构成单元电力线路和输气管道进行受灾等级划分，具体为：电力系统中的电力线路个数用I表示，为被评价对象；每个被评价对象的评价指标有3个，分别为灾害传播时空路径、线路所带负荷的重要程度和线路是否主干部分；由于自然灾害，例如：台风、地震、海啸的破坏力会随着时间和空间的变化逐渐减弱，会对位于不同区域的元件产生不同的破坏水平，因此有必要将受灾区域按照灾害传播的时空路径进行等级划分，同时，线路所带负荷的重要程度也是划分线路元件在自然灾害来临时抗灾性能的重要指标之一，在基本电网规划设计阶段，对一些重要负荷开展了保护措施，因此如果线路所带负荷等级高，那么该线路的抗灾性越强，同理，如果一条线路是城市中的主要干线，也会在设计之初进行硬化保护，为便于表达，在以下公式中用J表示评价指标；

步骤S101：将被评价对象进行标准化处理：

式中：x_min为同一评价指标下不同元件的指标值中最小值；x_max为同一评价指标下不同元件的指标值中最大值；x_ij表示第i个元件的第j个指标数值；

步骤S102：进行归一化处理：

步骤S103：计算各评价指标的熵：

步骤S104：计算第j个评价指标的熵权：

步骤S105：第i个元件的灾害风险值：

通过对各元件灾害风险值的划分，将所有元件分成三个受灾等级，同理，进行天然气系统中的基础元件，输气管道受灾等级的划分。

3.根据根据权利要求1所述的一种弹性提升城市电与气综合能源系统扩展规划方法，其特征在于，步骤S2中的所建立的故障不确定性集合如下：

式中：l_τ(τ＝1、2、3)为电力线路三个受灾等级集合，k_τ(τ＝1、2、3)为输气管道三个受灾等级集合，u_i,j表示线路(i,j)是否受到自然灾害的破坏，为1则没有遭到破坏，为0则遭到破坏，u_m,n表示管道(m,n)是否受到自然灾害的破坏，为1则没有遭到破坏，为0则遭到破坏；Γ_lτ分别为在三个受灾等级集合内线路损坏预算个数；Γ_kτ分别为在三种线路灾害等级集合内输气管道损坏预算个数。