一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法及系统，属于综合能源系统切换领域，所述方法及系统在考虑综合能源系统能源输送路径脆弱性的基础上，得到多个初步能源切换方案，而后进行基于综合能源系统最大传输功率和最小路径损耗的优化，确定最终切换方案，并上传到上位机的存储单元中，用于记录实际问题成因。本发明专利技术提供的考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法及系统能够经济的切换脆弱性等级高的能源输送路径，更加可靠的解决综合能源系统中输送路径切换问题。合能源系统中输送路径切换问题。合能源系统中输送路径切换问题。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法及系统


[0001]本专利技术属于综合能源系统切换领域，具体涉及一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法及系统。

技术介绍

[0002]能源是人类社会经济发展的关键要素，是工业生产的命脉。几个世纪以来，石油、煤炭、天然气等传统化石能源日益枯竭，人类未来生存的能源问题日益严峻，导致能源供需失衡，化石燃料引起的温室效应等环境问题对全球气候变暖产生了巨大影响，因此能源问题一直是世界各国关注的焦点。
[0003]综合能源系统作为一种新的能源转换模式，在一定程度上保持了各种能源的供需平衡。综合能源系统通过能量转换与利用、协同优化、耦合互补，提高终端能源效率和能源系统的智能化水平，以满足不同用户对能源的不同需求。
[0004]综合能源系统在进行能源输送时，传输线路和管道等容易遭受到人为因素、环境因素及本体因素的影响，导致电力和天然气等能源不能正常输送，甚至出现泄露爆炸等重大事故。因此，为了避免造成人员伤亡和经济损失，应该着重考虑能源输送路径脆弱性对综合能源系统经济、稳定运行的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决综合能源系统中由输送介质、人为破坏和环境变化等影响能量正常传输的技术问题，提供一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法及系统。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0007]一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，获取多条影响综合能源输送路径正常工作的实时指标信息，能源输送路径包括输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道；
[0009]步骤2，专家在线评估所述多个实时指标的信息，得到影响正常运行的各实时指标权重信息和脆弱性评分表；
[0010]步骤3，将所述各实时指标权重信息和脆弱性评分表处理，得到各实时指标综合评估值；
[0011]步骤4，对所述各实时指标综合评估值和评语集的标准值进行比较，计算当前输送路径的脆弱性水平等级，遵循索引规则收寻数个初步能源路径切换方案；
[0012]步骤5，根据所述的数个初步能源路径切换方案，相应的计算多个切换成本；
[0013]步骤6，从切换成本中选取最小切换成本，确定最优能源路径切换方案并将其映射到综合能源切换系统被控对象的拓扑结构中。
[0014]进一步，所述步骤4中索引规则为优先检索输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道、天然气氢气共用管道的脆弱性水平，然后对分布式能源设备的脆弱性水平进行检索，最后检索各分布式能源的出力情况。
[0015]进一步，所述步骤4中初步能源路径切换方案包括能源传输路径组合、能源传输配比组合、传输的能量功率以及切换时的路径损耗。
[0016]进一步，所述能源传输路径组合的数学模型根据输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道、天然气氢气共用管道实际长度建立，具体如下：
[0017]T(k)＝aS
E
(k)+bS
H
(k)+cS
G
(k)
‑
dS
GH
(k)；
[0018]其中，a、b、c分别为输送路径中电、氢、气通道配比系数，d为气、氢共用管道配比系数，T(k)为第k个初步能源切换方案的路径组合，S
E
(k)、S
H
(k)、S
G
(k)分别为输电线路、氢气输送管网和天然气输送管道实际长度，S
GH
(k)为天然气氢气共用管道实际长度；
[0019]所述输送路径中电、氢、气通道配比系数和气、氢共用管道配比系数满足下面关系：
[0020]a+b+c
‑
d＝1。
[0021]进一步，所述能源传输配比组合的数学模型根据输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道的实际通道数建立，具体如下：
[0022]P(k)＝aB
E
(k)+bB
H
(k)+cB
G
(k)
‑
dB
GH
(k)；
[0023]其中，P(k)为第k个初步能源切换方案的路径组合，B
E
(k)、B
H
(k)、B
G
(k)分别为输电线路、氢气输送管网和天然气输送管道实际通道数，B
HG
(k)为天然气氢气共用管道实际通道数，a、b、c分别为输送路径中电、氢、气通道配比系数，d为气、氢共用管道配比系数；
[0024]所述输送路径中电、氢、气通道配比系数和气、氢共用管道配比系数满足下面关系：
[0025]a+b+c
‑
d＝1。
[0026]6.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，所述步骤5中切换成本由传输的能量功率和对应的电路损耗与氢气、天然气的体积和对应的管道损耗计算得到，包括输电线路切换成本、氢气管网切换成本、天然气管道切换成本和天然气氢气共用管道切换成本；
[0027]所述输电线路切换成本采用下式来计算得到：
[0028]E
Q
(k)＝l
×
X
P
(k)+(1
‑
l)
×
X
S
(k)；
[0029]其中，l为权重系数，根据实际需求确定；E
Q
(k)为第k个初步能源切换方案的输电线路切换成本，X
P
(k)为传输的电能功率，X
S
(k)为切换的输电线路损耗。
[0030]所述氢气管网切换成本采用下式来计算得到：
[0031]H
Q
(k)＝l
×
X
P,H
(k)+(1
‑
l)
×
X
S,H
(k)；
[0032]其中，l为权重系数，根据实际需求确定；H
Q
(k)为第k个初步能源切换方案的氢气管网切换成本，X
P,H
(k)为传输的氢气功率，X
S,H
(k)为切换的氢气管网损耗。
[0033]所述天然气管道切换成本采用下式来计算得到：
[0034]G
Q
(k)＝l
×
X
P,G
(k)+(1
‑
l)
×
X
S,G
(k)；
[0035]其中，l为权重系数，根据实际需求确定；G
Q
(k)为第k个初步能源切换方案的天然气管道切换成本，X
P,G
(k)为传输的天然气功率，X
S,G
(k)为切换的天然气管道损耗；
[0036]所述天然气氢气共用管道切换成本采用下式来计算得到：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取多条影响综合能源输送路径正常工作的实时指标信息，能源输送路径包括输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道；步骤2，专家在线评估所述多个实时指标的信息，得到影响正常运行的各实时指标权重信息和脆弱性评分表；步骤3，将所述各实时指标权重信息和脆弱性评分表处理，得到各实时指标综合评估值；步骤4，对所述各实时指标综合评估值和评语集的标准值进行比较，计算当前能源输送路径的脆弱性水平等级，遵循索引规则收寻数个初步能源路径切换方案；步骤5，根据所述的数个初步能源路径切换方案，相应的计算多个切换成本；步骤6，从切换成本中选取最小切换成本，确定最优能源路径切换方案并将其映射到综合能源切换系统被控对象的拓扑结构中。2.根据权利要求1所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，所述步骤4中索引规则为优先检索输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道、天然气氢气共用管道的脆弱性水平，然后对分布式能源设备的脆弱性水平进行检索，最后检索各分布式能源的出力情况。3.根据权利要求1所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，所述步骤4中初步能源路径切换方案包括能源传输路径组合、能源传输配比组合、传输的能量功率以及切换时的路径损耗。4.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，所述能源传输路径组合的数学模型根据输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道的实际长度建立，具体如下：T(k)＝aS
E
(k)+bS
H
(k)+cS
G
(k)
‑
dS
GH
(k)；其中，a、b、c分别为输送路径中电、氢、气通道配比系数，d为气、氢共用管道配比系数，T(k)为第k个初步能源切换方案的路径组合，S
E
(k)、S
H
(k)、S
G
(k)分别为输电线路、氢气输送管网和天然气输送管道实际长度，S
GH
(k)为天然气氢气共用管道实际长度；所述输送路径中电、氢、气通道配比系数和气、氢共用管道配比系数满足下面关系：a+b+c
‑
d＝1。5.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，所述能源传输配比组合的数学模型根据输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道的实际通道数建立，具体如下：P(k)＝aB
E
(k)+bB
H
(k)+cB
G
(k)
‑
dB
GH
(k)；其中，P(k)为第k个初步能源切换方案的路径组合，B
E
(k)、B
H
(k)、B
G
(k)分别为输电线路、氢气输送管网和天然气输送管道实际通道数，B
HG
(k)为天然气氢气共用管道实际通道数，a、b、c分别为输送路径中电、氢、气通道配比系数，d为气、氢共用管道配比系数；所述输送路径中电、氢、气通道配比系数和气、氢共用管道配比系数满足下面关系：a+b+c
‑
d＝1。6.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法，其特征在于，所述步骤5中切换成本由传输的能量功率和对应的电路损耗与氢气、天然气的体积和对应
的管道损耗计算得到，包括输电线路切换成本、氢气管网切换成本、天然气管道切换成本和天然气氢气共用管道切换成本；所述输电线路切换成本采用下式来计算得到：E
Q
(k)＝l
×
X
P
(k)+(1
‑
l)
×

【专利技术属性】
技术研发人员：焦亭，白宇，相洪涛，王林，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：