基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法技术方案

本发明专利技术属于能源互联网技术领域，具体为基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法，包括狭义能源互联网构架，包括能源设备、能源微网、能源接口、能源交换机以及能源路由器，所述狭义能源互联网根据能源转化传输的特点和系统控制调度模式，可分为三层结构，包括能源路由器层、能源交换机层和能源接口层。本发明专利技术中，通过建立狭义能源互联网构架，利用能量源包括的分布式可再生能源、发电发热装置和分布式储能装置，通过所述能源接口、能源交换机和能源路由器，进行主要为电能和热能的合理分配与管理、网络运行的安全可靠、能源使用的高效经济。的高效经济。的高效经济。

【技术实现步骤摘要】
基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法


[0001]本专利技术涉及能源互联网
，具体为基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法。

技术介绍

[0002]能源是经济增长和社会发展的重要物质基础，是改变人类生活水平、提高人类生活质量的最重要源动力，单一能源形式已不能满足社会发展的需求，能源现状呈现多样化趋势，而人类生产生活所需求载能体形式也越来越多样化，如电能、热能、天然气、石油等，而这些能源形式交互耦合，在不同种类能源网络中，呈现不同形式，如热电联产设备可作为天然气网络的负荷，而在电力网络和供热网络中，其为网络的电源、热源，这一交互耦合现象为经济、社会等发展的必然现象，同时也随着生态和环境的约束，愈专利技术显和深刻，为了更好地研究、促进能源网络的发展，新一轮能源技术革命正在全球范围孕育和发展，即能源互联网。
[0003]能源互联网作为一个集信息技术和能源技术为一体的一个大型复杂系统，是为多种复杂网络系统(如电力系统等)的交互融合，这些系统本身会存在一些固有的薄弱环节，当这些脆弱环节被某些情况激发时，可能会严重危害网络的安全稳定运行，造成重要影响，而能源互联网信息物理融合特性使得网络之间存在耦合关系，即为耦合节点，它们间的协调使得能源网络能源利用效率更为高效，但由于这种耦合，会使得当其中一子网络发生故障时，这一故障可能会随着耦合传播至其他网络中，因此我们需要对关键耦合节点进行识别，做到精准监控和维护，提高能源利用的安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法，包括狭义能源互联网构架，包括能源设备、能源微网、能源接口、能源交换机以及能源路由器，所述狭义能源互联网根据能源转化传输的特点和系统控制调度模式，可分为三层结构，包括能源路由器层、能源交换机层和能源接口层；
[0007]能量源，包括分布式可再生能源、发电发热装置和分布式储能装置，通过所述能源接口、能源交换机和能源路由器，进行主要为电能和热能的合理分配与管理、网络运行的安全可靠、能源使用的高效经济；
[0008]所述狭义能源互联网构架包括多源能流网络和多元控制网络；
[0009]通过分析狭义能源互联网的脆弱性，通过脆弱性得出关键耦合节点，确定网络的特征参数和运行状态指标，网络参数和概念可被用于表征网络脆弱性，包括网络的度、网络连通度、平均路径长度和聚类系数；
[0010]包括有以下识别方法：
[0011](1)建立能源互联网两层网络拓扑结构模型；
[0012](2)计算反映能源互联网物理网络的初始脆弱程度的状态指标G、L
loss
、E；
[0013](3)根据移除策略选择一种进行分析；
[0014](4)根据元件移除策略，移除故障网络A中的元件；
[0015](5)根据双层网络交互影响，移除另一网络B中与之相关的相互依存边，计算网络B中节点损失的依存度与原依存度比值P(θ)，这里规定若P(θ)≥50％，则同时网络B中元件所对应的边也被移除；
[0016](6)判断是否网络B被移除节点是否重新对网络A中其他节点是否存在相互依存边，若存在进行(7)，否则进行(8)；
[0017](7)切除网络A中的相关兀件与相关边，判断新的被移除的节点是否与b中节点存在相互依存边，若存在返回(5)，否则进行(8)；
[0018](8)计算此时平衡状态下物理网络节点和线路的介数以及网络的状态指标；
[0019](9)当移除元件数量满足要求时，计算电网状态指标，否则返回(5)。
[0020]优选的，所述能源路由器为网络提供三个或以上不同电压等级的接口，至少应包括三相交流接口、单相交流接口和直流接口，连接至相应电压等级的母线，以方便用户的使用，各接口所连接不同电压等级母线可通过所述能源交换机连接，实现能源互联网系统内的能量调度，各个能源子网通过所述能源交换机挂接到路由器接口所连接的母线上，每个所述能源微网由一个能源交换机控制，在能源微网中，用户可通过能源接口将负载、分布式储能、分布式发电设备或供暖供冷设备接入能源互联网中。
[0021]优选的，所述多源能流网络包括集中供热网络潮流、天然气网络潮流以及电力网络潮流。
[0022]优选的，所述多元控制网络从网络中特定设备的信息传输角度出发，将能源交换机和能源路由器视作为网络层内的节点，信息传输线路为网络层内的边。
[0023]优选的，所述能源设备包括能源生产设备、能源负荷设备和能源储存设备。
[0024]优选的，所述能源微网为狭义能源互联网中所包含的一类将分布式能源设备及其相应能源接口有机整合在一起的小型区域能源系统，在该系统中，某一地理区域内的能源设备可通过能源接口及其自身控制功能等，依据能源路由器给出的调度目标等，通过分布式协同控制等控制策略实现区域自治运行。
[0025]优选的，所述能源接口在狭义能源互联网中，各能源设备通过能源接口接入网络，接口可实现分布式设备有效识别、分布式设备状态监测、可向分布式设备输出控制目变量、与微网其他能源接口通信并协同实现微网内部综合优化控制的能力。
[0026]优选的，所述能源路由器可实现能量生产或消耗预测、能源调度和故障隔离等功能，保证狭义能源互联网在并网工作模式下实现与电网功率的平稳交换。
[0027]优选的，所述能源交换机通过能源路由器的通信与控制，为能源路由器提供整个能源子网的相关信息，其他形式能量的存储和消耗实现能源子网的全局输入输出可控，保证子网内部能量消耗设备、能量生产设备和储能设备能量输入输出的合理分配，通过控制网络中的重要设备，实现整个能源微网优化控制。
[0028]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0029]本专利技术中，通过建立狭义能源互联网构架，利用能量源包括的分布式可再生能源、
发电发热装置和分布式储能装置，通过所述能源接口、能源交换机和能源路由器，进行主要为电能和热能的合理分配与管理、网络运行的安全可靠、能源使用的高效经济，采用分析狭义能源互联网的脆弱性，通过脆弱性得出关键耦合节点，确定网络的特征参数和运行状态指标，网络参数和概念可被用于表征网络脆弱性，包括网络的度、网络连通度、平均路径长度和聚类系数，计算脆弱性数据可以有效得出能源互联网系统关系模型的关键耦合节点，便于后续监管和维护，提高能源利用的安全性。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一个实施例的脆弱性分析流程图图；
[0031]图2为本专利技术一个实施例的狭义能源互联网三层结构图；
[0032]图3为本专利技术一个实施例的狭义能源互联网的信息传输结构示意图；
[0033]图4为本专利技术一个实施例的能源互联网信息物理分层示意图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法，其特征在于，包括：狭义能源互联网构架，包括能源设备、能源微网、能源接口、能源交换机以及能源路由器，所述狭义能源互联网根据能源转化传输的特点和系统控制调度模式，可分为三层结构，包括能源路由器层、能源交换机层和能源接口层；能量源，包括分布式可再生能源、发电发热装置和分布式储能装置，通过所述能源接口、能源交换机和能源路由器，进行主要为电能和热能的合理分配与管理、网络运行的安全可靠、能源使用的高效经济；所述狭义能源互联网构架包括多源能流网络和多元控制网络；通过分析狭义能源互联网的脆弱性，通过脆弱性得出关键耦合节点，确定网络的特征参数和运行状态指标，网络参数和概念可被用于表征网络脆弱性，包括网络的度、网络连通度、平均路径长度和聚类系数；包括有以下识别方法：(1)建立能源互联网两层网络拓扑结构模型；(2)计算反映能源互联网物理网络的初始脆弱程度的状态指标G、L
loss
、E；(3)根据移除策略选择一种进行分析；(4)根据元件移除策略，移除故障网络A中的元件；(5)根据双层网络交互影响，移除另一网络B中与之相关的相互依存边，计算网络B中节点损失的依存度与原依存度比值P(θ)，这里规定若P(θ)≥50％，则同时网络B中元件所对应的边也被移除；(6)判断是否网络B被移除节点是否重新对网络A中其他节点是否存在相互依存边，若存在进行(7)，否则进行(8)；(7)切除网络A中的相关兀件与相关边，判断新的被移除的节点是否与b中节点存在相互依存边，若存在返回(5)，否则进行(8)；(8)计算此时平衡状态下物理网络节点和线路的介数以及网络的状态指标；(9)当移除元件数量满足要求时，计算电网状态指标，否则返回(5)。2.根据权利要求1所述的基于能源互联网系统关系模型的关键耦合节点识别方法，其特征在于，所述能源路由器为网络提供三个或以上不同电压等级的接口，至少应包括三相交流接口、单相交流接口和直流接口，连接至相应电压等级的母线，以方便用户的使用，各接口所连接不同电压等级母线可通过所述能源交换机连接，实现能源互联网系统内的能量调度，各个能源子网通过所述能源交换机挂接到路由器接口所连接的母线上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，吴晨，薛贵元，王铁楠，代红才，陈贤卿，董伟，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院国网能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：