基于异功能图论的系统韧性评估方法和装置制造方法及图纸

本公开提供了一种基于异功能图论的系统韧性评估方法和装置，其中，方法包括构建待评估系统的系统知识库；根据系统知识库，结合待评估系统的拓扑结构图，构建待评估系统的异功能图；其中，异功能图中的节点用于表征待评估系统中任意一个设备所具有的一种功能，异功能图中连接两个节点之间的边用于表征两个节点之间的逻辑顺序；根据预设规则，在待评估系统中确定待中断设备；在异功能图中去除待中断设备对应的节点，并根据修改后的异功能图确定待评估系统的韧性量化指标。本公开通过系统知识库的构建结合系统拓扑结构图，生成具有逻辑上能量流顺序的异功能图，充分考虑异质问题对系统韧性的影响，实现对系统韧性更精准的评估。实现对系统韧性更精准的评估。实现对系统韧性更精准的评估。

【技术实现步骤摘要】
基于异功能图论的系统韧性评估方法和装置


[0001]本公开涉及系统韧性评估
，尤其涉及一种基于异功能图论的系统韧性评估方法、装置、存储介质及电子设备。

技术介绍

[0002]由于电、气、热等多种能源类型的互补特性以及能量梯级利用原则，综合能源系统的统一规划和协调优化运行是提高能源利用率的重要途径。但是燃气机组和P2G(Power to Gas，可再生能源发电技术)等耦合设备会增加系统间故障传播的风险，随着综合能源系统中各子系统的耦合越来越紧密，有必要量化极端天气和恶意攻击对系统韧性变化的影响。针对极端天气和恶意攻击造成的节点中断，可以将其视为系统中设施功能的完全丧失，在此基础上，对系统进行整体的韧性评估。
[0003]现有韧性评估方法分为数值分析方法和基于图连通性的网络科学方法。数值分析方法计算复杂，因此在需要立即反馈的工作环境中很少使用。相反，传统的网络科学方法已被广泛用于评估系统的韧性，并使用图表示中的连通性来得出其韧性结论。然而，传统的网络科学方法无法处理综合能源系统各子系统间的异质问题，在综合能源系统的韧性评估中具有限制性，导致系统韧性评估精度较低。

技术实现思路

[0004]本公开实施例的目的在于提供一种基于异功能图论的系统韧性评估方法、装置、存储介质及电子设备，用以解决现有技术中传统的网络科学方法无法处理问题，导致系统韧性评估精度较低的问题。
[0005]本公开的实施例采用如下技术方案：一种基于异功能图论的系统韧性评估方法，包括：构建待评估系统的系统知识库；根据所述系统知识库，结合所述待评估系统的拓扑结构图，构建所述待评估系统的异功能图；其中，所述异功能图中的节点用于表征所述待评估系统中任意一个设备所具有的一种功能，所述异功能图中连接两个所述节点之间的边用于表征两个所述节点之间的逻辑顺序；根据预设规则，在所述待评估系统中确定待中断设备；在所述异功能图中去除所述待中断设备对应的节点，并根据修改后的异功能图确定所述待评估系统的韧性量化指标。
[0006]本公开实施例还提供了一种基于异功能图论的系统韧性评估装置，包括：知识库构建模块，用于构建待评估系统的系统知识库；异功能图构建模块，用于根据所述系统知识库，结合所述待评估系统的拓扑结构图，构建所述待评估系统的异功能图；其中，所述异功能图中的节点用于表征所述待评估系统中任意一个设备所具有的一种功能，所述异功能图中连接两个所述节点之间的边用于表征两个所述节点之间的逻辑顺序；中断模拟模块，用于根据预设规则，在所述待评估系统中确定待中断设备；量化模块，用于在所述异功能图中去除所述待中断设备对应的节点，并根据修改后的异功能图确定所述待评估系统的韧性量化指标。
[0007]本公开实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于异功能图论的系统韧性评估方法的步骤。
[0008]本公开实施例还提供了一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的基于异功能图论的系统韧性评估方法的步骤。
[0009]本公开实施例的有益效果在于：通过系统知识库的构建结合系统拓扑结构图，生成具有逻辑上能量流顺序的异功能图，充分考虑异质问题对系统韧性的影响，实现对系统韧性更精准的评估。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本公开第一实施例中基于异功能图论的系统韧性评估方法的流程图；
[0012]图2为本公开第一实施例中电气热综合能源系统的系统设备示意图；
[0013]图3为本公开第一实施例中系统知识库；
[0014]图4为本公开第一实施例中一种简单的电气联合系统的拓扑结构图；
[0015]图5为图4对应的异功能图；
[0016]图6为本公开第一实施例中利用传统图论在不同设备中断模拟下韧性量化指标变化趋势示意图；
[0017]图7为本公开第一实施例中基于异功能图在不同设备中断模拟下韧性量化指标变化趋势示意图；
[0018]图8为本公开第一实施例中在是否考虑管存等因素的情况下利用传统图论的韧性量化指标变化趋势示意图；
[0019]图9为本公开第一实施例中在是否考虑管存等因素的情况下基于异功能图的韧性量化指标变化趋势示意图；
[0020]图10为本公开第二实施例中基于异功能图论的系统韧性评估装置的结构示意图；
[0021]图11为本公开第四实施例中电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0023]由于电、气、热等多种能源类型的互补特性以及能量梯级利用原则，综合能源系统的统一规划和协调优化运行是提高能源利用率的重要途径。但是燃气机组和P2G等耦合设备会增加系统间故障传播的风险，随着综合能源系统中各子系统的耦合越来越紧密，有必
要量化极端天气和恶意攻击对系统韧性变化的影响。针对极端天气和恶意攻击造成的节点中断，可以将其视为系统中设施功能的完全丧失，在此基础上，对系统进行整体的韧性评估。
[0024]现有韧性评估方法分为数值分析方法和基于图连通性的网络科学方法。数值分析方法计算复杂，因此在需要立即反馈的工作环境中很少使用。相反，传统的网络科学方法已被广泛用于评估系统的韧性，并使用图表示中的连通性来得出其韧性结论。然而，传统的网络科学方法无法处理综合能源系统各子系统间的异质问题，在综合能源系统的韧性评估中具有限制性，导致系统韧性评估精度较低。
[0025]为了解决上述问题，本公开的第一实施例提供了一种基于异功能图论的系统韧性评估方法，其流程图如图1所示，主要包括步骤S10至S40：
[0026]S10，构建待评估系统的系统知识库。
[0027]本实施例中的待评估系统是由多种设备联动形成的一个具有特定功能系统，系统中的每个设备都至少实现一种功能，设备之间具有逻辑上的能量流顺序，来表征设备之间的联系。本实施例需要评估的系统韧性是指系统在其中一个设备或者多个设备出现故障时，系统所具有的恢复能力或者抗冲击能力，对系统韧性进行评估，可以帮助进行系统之间设备拓扑关系优化。
[0028]在一些实施例中，待评估系统中可以包括至少一个分布式设备，该分布式设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异功能图论的系统韧性评估方法，其特征在于，包括：构建待评估系统的系统知识库；根据所述系统知识库，结合所述待评估系统的拓扑结构图，构建所述待评估系统的异功能图；其中，所述异功能图中的节点用于表征所述待评估系统中任意一个设备所具有的一种功能，所述异功能图中连接两个所述节点之间的边用于表征两个所述节点之间的逻辑顺序；根据预设规则，在所述待评估系统中确定待中断设备；在所述异功能图中去除所述待中断设备对应的节点，并根据修改后的异功能图确定所述待评估系统的韧性量化指标。2.根据权利要求1所述的系统韧性评估方法，其特征在于，所述待评估系统中包括至少一个分布式设备；或者，所述待评估系统中包括多个子系统，存在至少一个耦合设备同时归属于所有所述子系统中的至少两个子系统。3.根据权利要求1所述的系统韧性评估方法，其特征在于，所述构建待评估系统的系统知识库，包括：确定所述待评估系统中的所有系统资源和所有系统过程，所述系统资源用于表征所述待评估系统中所包含的设备，所述系统过程用于描述所述待评估系统的功能；通过所述系统过程到所述系统资源的分配过程，构建所述系统知识库。4.根据权利要求1所述的系统韧性评估方法，其特征在于，在所述异功能图中去除所述待中断设备对应的节点，并根据修改后的异功能图确定所述待评估系统的韧性量化指标，包括：在所述异功能图中确定是否存在与所述待中断设备对应的节点具有级联关系的其他节点；在所述异功能图中存在与所述待中断设备对应的节点具有级联关系的其他节点的情况下，在所述异功能图中去除所述待中断设备对应的节点以及所述其他节点，并根据修改后的异功能图确定所述待评估系统的韧性量化指标；在所述异功能图中不存在与所述待中断设备对应的节点具有级联关系的其他节点的情况下，在所述异功能图中去除所述待中断设备对应的节点，并根据修改后的异功能图确定所述待评估系统的韧性量化指标。5.根据权利要求1所述的系统韧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光达，张琛，吴洲洋，蒋中尧，徐翀，代伟，杨彪，王冠群，张幸，谢光龙，刘紫熹，王頔，王其清，柴玉凤，王旭斌，张钧，边海峰，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：