[发明专利]一种电-气耦合系统骨干网架重构方法

说明书

本发明公开了一种电‑气耦合系统骨干网架重构方法。本发明包括以下步骤：1：建立故障前的电‑气耦合系统网络拓扑模型，确定发生故障后的电‑气耦合系统的初始运行状态；2：计算电‑气耦合系统中各电节点和气节点的重要度；3：基于各电节点的重要度和气节点的重要度，建立电‑气耦合系统骨干网架重构模型的目标函数；4：建立电‑气耦合系统骨干网架重构模型的约束条件；5：获得电‑气耦合系统骨干网架重构模型，然后对故障后的电‑气耦合系统进行骨干网架重构。本发明快速获得电‑气耦合系统大范围故障后的骨干网架，按照所得到的恢复控制结果，重构电‑气耦合系统骨干网架，快速恢复系统中的电力负荷和天然气负荷，增强系统的恢复能力。

技术领域

本发明属于电力系统、综合能源系统技术领域的一种骨干网架重构方法，具体涉及了一种电-气耦合系统骨干网架重构方法。

背景技术

近年来，随着天然气发电占比的逐渐增大和电转气技术的不断成熟，电力系统和天然气系统的耦合程度不断加深，电力系统和天然气系统的运行状态相互依赖、相互影响。然而，这种相互依赖特性可能会使得任一子系统的故障通过耦合设备传播到另一个系统，引起大范围故障。然而，针对电-气耦合系统大范围故障后如何快速重构骨干网架、恢复电力负荷和天然气负荷还缺少有效的方法。

目前大多数骨干网架重构方法仅仅针对单一能源系统，如电力系统骨干网络重构，主要包括基于复杂网络理论或基于电力系统运行分析理论的重构方法，实现电力系统大范围停电后的快速恢复。但是这类方法无法有效应用于电-气耦合系统，因为电力系统和天然气系统的相互依赖，会给骨干网架带来新的变化。例如，电力系统中含燃气机组的电节点的恢复依赖于天然气系统中的天然气燃料供应的恢复，而天然气系统中含电转气设备的气节点的恢复依赖于电力系统中的电力负荷供应的恢复。

因此，在进行电-气耦合系统骨干网架重构时，不仅需要考虑电力系统和天然气系统自身的运行特性，还需要兼顾两个系统之间相互依赖、相互影响的特性。提出一种电-气耦合系统骨干网架重构方法，实现电-气耦合系统大范围故障后整体的骨干网架重构，通过增加电力线路维修资源数量、加粗电力线路、增加天然气管道维修资源数量、加厚天然气管道等措施，有效提升电-气耦合系统的恢复能力。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种电-气耦合系统骨干网架重构方法。

本发明能够获得电-气耦合系统大范围故障后的骨干网架，按照所得到的电力线路、电节点、天然气管道、气节点的恢复控制结果，重构电-气耦合系统骨干网架，快速恢复系统中的电力负荷和天然气负荷，增强系统的恢复能力。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案是包括以下步骤：

步骤1：建立故障前的电-气耦合系统网络拓扑模型，电-气耦合系统发生故障后，确定发生故障后的电-气耦合系统的初始运行状态；

步骤2：基于故障前的电-气耦合系统网络拓扑模型，计算电-气耦合系统中各电节点和气节点的重要度；

步骤3：基于各电节点的重要度和气节点的重要度，建立电-气耦合系统骨干网架重构模型的目标函数；

步骤4：根据故障前的电-气耦合系统网络拓扑模型和初始运行状态，建立电-气耦合系统骨干网架重构模型的约束条件；

步骤5：利用初始运行状态、约束条件和目标函数对故障前的电-气耦合系统网络拓扑模型进行计算，得到恢复控制结果，利用恢复控制结果重构故障前的电-气耦合系统网络拓扑模型获得电-气耦合系统骨干网架重构模型，按照电-气耦合系统骨干网架重构模型对故障后的电-气耦合系统进行骨干网架重构。

所述的电-气耦合系统主要由电力系统通过电-气耦合设备与天然气系统相连组成；