【技术实现步骤摘要】
一、本专利技术属于水光互补微电网可靠性提升领域，具体涉及一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型。
技术介绍
0、二、
技术介绍
1、寻求更加环保和可持续的能源解决方案、推动清洁可再生能源的发展至关重要。清洁可再生能源具有资源储备丰富、可持续利用和环境友好的特点，可以有效减少对大气、水体和土壤的污染，如太阳能、水能。太阳能和水能等能源的推广和应用可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放和污染物排放，弱化全球气候变化的风险。
2、水光互补微电网是一种将太阳能和水能结合利用的新型电网，通过光伏发电和水力发电的相互补充，可以实现高效、可靠的电力供应。在水光互补微电网中，光伏板将太阳能转换为电能，供电给当地居民、工业用户、医院等。然而，光伏发电存在天气影响的问题，比如阴天或夜晚无法产生足够的电能。为了解决这个问题，微电网引入了水力发电，通过将水能转换为电能来弥补光伏发电的不足。充分利用可再生的太阳能和水能，扩大水光互补微电网的应用规模是解决世界电力短缺问题的重要途径。在不确定环境下，当连续干扰事件发生时，如何通过有效的修复策略来提高水光互补微电网的任务可靠性，确保系统能够在各种情况下保持稳定运行，是一个亟待解决的问题。然而，针对修复策略的优化来提升水光互补微电网任务可靠性的研究近乎空白。为此，本专利技术综合考虑不确定环境下连续发生的内外部失效和设备修复，提出了设备的修复重要度模型，定义了微电网的任务链，给出了一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型。
技术实现思路
0
1、本专利技术的目的在于提供一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，能够通过确定故障设备的最佳修复顺序，最大限度地提高水光互补微电网的任务可靠性。
2、一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型包括下述步骤：
3、s100：收集水光互补微电网布局信息、电力相关数据、失效率和修复率；所述布局信息包括各类设施的数量、经度、纬度、设施间的连通性；所述设施类型包括发电站、高压塔、变配电站、负载、输电线路；所述电力相关数据包括发电站发电量、用户需电量、高压塔额定电流、输电线路的横截面积和电阻率。所述失效率包括不利天气导致的光伏发电站失效率、干旱导致的水力发电站失效率、因自然灾害导致的高压塔失效率、因自然灾害导致的变配电站失效率、因内部原因导致的高压塔失效率、因内部原因导致的变配电站失效率，所述修复率包括光伏发电站修复率、水力发电站修复率、故障高压塔维修后的修复率和故障变配电站维修后的修复率；
4、s200：构建水光互补微电网的任务链模型，建立水光互补微电网的节点模型、连边模型，进而建立基于任务链的异质网络模型；
5、s300：考虑实际条件下连续发生的节点失效和修复情况，利用邻接矩阵的方法确定异质网络模型中节点和连边的存在性，构建水光互补微电网的性能模型，确定用电需求被满足的用户数量；
6、s400：基于任务链定义水光互补微电网的任务可靠性，建立任务可靠性模型；
7、s500：量化故障节点在修复前后引起的网络性能的变化，提出故障节点的修复重要度，建立修复重要度模型；
8、s600：利用蒙特卡罗方法模拟供电任务驱动下的水光互补微电网的运营，建立基于修复重要度的任务可靠性优化模型。
9、步骤s200中，所述水光互补微电网的任务链模型采用以下表达式：
10、l→g→t→d→l (1)
11、g代表发电节点，t代表输电节点，d代表变配电节点，l代表负载节点。l→g表示用户产生的用电需求信息通过物联网传送到发电站。g→t表示发电站发出的电力沿着输电线传送至高压塔。t→d表示高压塔作为中转站，继续将电力沿着输电线传送，直至变配电站。d→l表示变配电站将高压电转换为低压电，并分配不同的电量到不同的用户需求区。整条闭环任务链表示水光互补微电网针对某个负载执行特定的供电任务，依次完成发电、输电、变配电和用电的全过程；
12、所述水光互补微电网的节点模型具体采用以下表达式：
13、
14、其中，gi是发电节点模型，i是发电节点总数、和是第i个发电节点的坐标位置、是第i个发电节点的实际输出功率、是第i个发电节点的电流、是第i个发电节点的总发电量、λ1是不利天气导致的光伏发电节点失效率、λ1′是干旱导致的水力发电节点失效率、μ1是白天晴朗条件导致的光伏发电节点修复率、μ1′是水力发电节点修复率、uh是高压。tj是输电节点模型，j是输电节点总数、和是第j个输电节点的坐标位置、是第j个输电节点的实际功率、是第j个输电节点的电流、是额定电流、λ2是因自然灾害导致的失效率、λ2′是因内部原因导致的失效率、μ2是修复率。dk是变配电节点模型，k是变配电节点总数、和是第k个变配电节点的坐标位置、是第k个变配电节点的实际功率、是第k个变配电节点的电流、λ3是因自然灾害导致的失效率、λ3′是因内部原因导致的失效率、μ3是修复率、ul是低压。lm是用电侧的负载节点模型，m是负载节点总数、和是第m个负载节点的坐标位置、是第m个负载节点的实际功率、是第m个负载节点的功率需求量；
15、所述水光互补微电网的连边模型具体采用以下表达式：
16、e＝{emi,eij,ejk,ekm} (3)
17、
18、其中，e是连边模型，包括信息流连边和电路连边。iij和δpij是连接发电节点gi和输电节点tj的电路连边eij的实际电流和功率损耗值、ijk和δpjk是连接输电节点tj和变配电节点dk的电路连边ejk的实际电流和功率损耗值、ikm和δpkm是连接变配电节点dk和负载节点lm的电路连边ekm的实际电流和功率损耗值、lij是输电线eij长度、ljk是输电线ejk长度、lkm是输电线ekm长度、s是输电线横截面积、ρ是电阻率、emi是负载节点lm和发电站gi之间的信息流连边；
19、所述水光互补微电网的异质网络模型具体采用以下表达式：
20、w＝(a,v,e) (5)
21、
22、其中，w表示异质网络，a表示邻接矩阵集合，v表示节点集合，e表示连边集合。xmi、xij、xjk和xkm分别是邻接矩阵alg、agt、atd和adl的矩阵元素；
23、步骤s300中，所述异质网络模型中节点和连边的存在性具体采用以下公式：
24、
25、其中，α代表某个节点或连边的存在性，如果节点或连边存在，则α＝1，否则为0。p表示节点或连边的存在概率，p∈[0,1]。f(t)表示自该节点上次修复以来的时间的累积分布函数，b(t)表示自该节点上次失效以来的时间的互补累积分布函数。δ1是发电节点类型的指示函数，如果该节点是光伏发电节点δ1＝1，否则为0。δ2和δ3分别是输电节点和变配电节点失效类型的指示函数，如果该节点由于自然灾害失效则值为1，如果该节点由于内部原因失效则值为0。如果输电节点发生超负荷，则α(tj本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，在所述步骤S200中所述水光互补微电网的任务链模型具体采用以下表达式：L→G→T→D→L，其中，G代表发电节点，T代表输电节点，D代表变配电节点，L代表负载节点，L→G表示用户产生的用电需求信息通过物联网传送到发电站。G→T表示发电站发出的电力沿着输电线传送至高压塔。T→D表示高压塔作为中转站，继续将电力沿着输电线传送，直至变配电站。D→L表示变配电站将高压电转换为低压电，并分配不同的电量到不同的用户需求区；
3.根据权利要求2所述的一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，在所述步骤S300中所述水光互补微电网的性能模型具体采用以下公式：
4.根据权利要求3所述的一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，在所述步骤S400中所述水光互补微电网的任务可靠性模型具体采用以下公式：
5.根据权利要求4所述的一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征
6.根据权利要求5所述的一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，在所述步骤S600中所述水光互补微电网的任务可靠性优化模型具体采用以下公式：
...【技术特征摘要】
1.一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高水光互补微电网任务可靠性的优化模型，其特征在于，在所述步骤s200中所述水光互补微电网的任务链模型具体采用以下表达式：l→g→t→d→l，其中，g代表发电节点，t代表输电节点，d代表变配电节点，l代表负载节点，l→g表示用户产生的用电需求信息通过物联网传送到发电站。g→t表示发电站发出的电力沿着输电线传送至高压塔。t→d表示高压塔作为中转站，继续将电力沿着输电线传送，直至变配电站。d→l表示变配电站将高压电转换为低压电，并分配不同的电量到不同的用户需求区；
3.根据权利要求2所述的一种提高...
【专利技术属性】
技术研发人员：兑红炎，李贺园，翟运开，夏婉筠，董星辉，张松茹，白蕾，王家丰，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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