【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于综合能源，具体地，涉及一种基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法及系统。
技术介绍
1、综合能源系统是能源互联网的重要物理载体，随着技术的发展和革新，其规模不断扩大，多能耦合的程度不断提升，这就对系统的运行稳定性和安全性提出了更高的要求。随着灾害监测预警技术的发展，灾害防御措施已由传统的事后被动防御转变为以短期性加强保护为主的主动防御策略。短期性强化的时间尺度通常只有短短几天，主要是对系统内的几个重要节点进行强化，使其在面对极端事件时具有一定的鲁棒性。由于综合能源系统中包含了诸多异质能源子系统，涉及大量的部件和设备，因此，如何选择用于短期强化的关键节点和设备是一个重要问题。
2、现有技术中，脆弱环节检测指标还存在一些问题，综合能源系统的脆弱环节检测还停留在仅考虑系统拓扑相关因素的阶段，提出的脆弱环节检测指标缺乏对综合能源系统的能流耦合特性的考虑，而考虑了系统能流特性的指标是基于系统间的能流以最短路径传输上的，忽略了系统潮流实际分布的物理特性，这在一定程度上影响了检测结果的准确性。此外，现有技术仅基于系统拓扑提出了电网功率传输分布因子，但是未涉及气网功率传输分布因子。因此有必要对综合能源系统脆弱环节辨识方法进行进一步的优化，在已有模型基础上建立更符合综合能源系统物理特性的模型，从而提升脆弱环节辨识方法的有效性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法及系统，将直流电网中功率传输分布因
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、本专利技术提出了一种基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，综合能源系统包括电网和燃气网，根据综合能源系统的网络拓扑，将电网中的电源、电负荷抽象为一对电源荷节点，将燃气网中的气源、气负荷抽象为一对气源荷节点，输电线路抽象为电有向边，输气管道抽象为气有向边；所述方法包括：
4、基于综合能源有向拓扑模型，分别计算电有向边上的电网功率传输分布因子、气有向边上的气网能量传输分布因子；分别将电网功率传输上限与电网功率传输分布因子的比值、气网能量传输上限与气网能量传输分布因子的比值均折算为标准煤下的数值，以折算得到的数值分别作为电网功率权重和气网能量权重；
5、基于能源集线器方法，将电源和气源耦合为源节点，将电负荷和气负荷耦合为荷节点；在网络最大流约束下，利用电网功率权重和气网能量权重对电有向边和气有向边进行加权求和得到有向加权边，利用源节点、荷节点以及有向加权边构建综合能源系统的有向加权拓扑模型；
6、基于有向加权拓扑模型，采用标号方法获取源节点与荷节点的能源传输路径中各有向加权边的网络最大流，对不同能源传输路径中的同一有向加权边的网络最大流进行累加，获得所述有向加权边的全局传输贡献度；基于香农的信息熵方法，利用与任一源节点或荷节点相连的所有的有向加权边的全局传输贡献度计算得到所述源节点或荷节点的传输贡献度；
7、根据有向加权边的全局传输贡献度和源节点或荷节点的传输贡献度，确定电气综合能源系统脆弱环节。
8、优选地，获取电网线路参数，包括：长度、容量、阻抗；根据电网线路参数建立电网电纳矩阵；利用电网电纳矩阵计算电网功率传输分布因子，如下式所示：
9、
10、式中，
11、xij是电有向边ij的电抗，
12、xis、xit、xjs、xjt均为电网电纳矩阵的逆矩阵中的元素，其中下标i、j分别表示第i、j行，下标s、t分别表示第s、t列，
13、为一对电源、荷节点s-t下电有向边ij上的电网功率传输分布因子；
14、式(1)中，s为电源端，t为电负荷端，电有向边ij表示输电线路。
15、优选地，获取燃气管网参数，包括：管道长度、半径；利用燃气管网参数建立燃气管网流阻对角矩阵，利用燃气管网流阻对角矩阵计算气网能量传输分布因子，如下式所示：
16、
17、式中，
18、rvtij为气有向边ij的管网流阻，
19、zis、zit、zjs、zjt均为燃气管网流阻对角矩阵的逆矩阵z中的元素，其中下标i、j分别表示第i、j行，下标s、t分别表示第s、t列，
20、为一对气源、荷节点s-t下气有向边ij的气网能量传输分布因子，
21、式(2)中，s为气源端，t为气负荷端，气有向边ij表示输气管道。
22、优选地，燃气管网流阻对角矩阵的逆矩阵z满足如下关系式：
23、z＝y-1，y＝ar-1at
24、式中，
25、r为燃气管网流阻对角矩阵，
26、a为网络节点-支路关联矩阵，
27、y为中间矩阵。
28、优选地，电网或者燃气网中，电网功率权重或气网能量权重表示如下：
29、
30、式中，
31、为一对电源荷节点或气源荷节点s-t对应的电有向边ij的电网功率权重或气有向边ij的气网能量权重，
32、β为折算为标准煤对应数值的折算系数，
33、cij为电有向边或气有向边ij的传输容量上限，
34、为一对电源荷节点或气源荷节点s-t引起的在电有向边或气有向边ij上的传输分布因子；
35、对于电网，为一对电源荷节点s-t下电有向边ij的电网功率传输分布因子为电网功率权重，cij为电有向边ij的电网功率传输上限；
36、对于气网，为一对气源荷节点s-t下气有向边ij的气网能量传输分布因子为气网能量权重，cij为气有向边ij的气网能量传输上限。
37、优选地，网络最大流约束条件如下所示：
38、1)、任一有向加权边的实际流量fij不小于零且不大于允许流过的最大流量fij；
39、0≤fij≤fij (4)
40、2)、流入任一源节点或荷节点的流量值之和等于流出任一源节点或荷节点的流量值之和；
41、
42、式中，g、d分别为有向加权拓扑模型a中的源节点集和荷节点集。
43、优选地，任一有向加权边的网络最大流如下式所示：
44、
45、式中，
46、为有向加权边ij的网络最大流，作为有向加权边的传输贡献度指标，
47、maxflow()为求解最大流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，综合能源系统包括电网和燃气网，根据综合能源系统的网络拓扑，将电网中的电源、电负荷抽象为一对电源荷节点，将燃气网中的气源、气负荷抽象为一对气源荷节点，输电线路抽象为电有向边，输气管道抽象为气有向边；其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的基于最大
10.根据权利要求9所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
11.根据权利要求1所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
12.一种基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测系统，用于实现权利要求1至11任一项所述方法，其特征在于，所述系统包括：权重计算模块，有向加权拓扑模型构建模块，传输贡献度计算模块，脆弱环节检测模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，综合能源系统包括电网和燃气网，根据综合能源系统的网络拓扑，将电网中的电源、电负荷抽象为一对电源荷节点，将燃气网中的气源、气负荷抽象为一对气源荷节点，输电线路抽象为电有向边，输气管道抽象为气有向边；其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的基于最大流的电气综合能源系统脆弱环节检测方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于最大流的电气综合能源系统脆...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈超，陈平，华梁，郭雅娟，俞家融，虎啸，张涵艺，顾锡华，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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