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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种极端冰雪灾害下考虑热惯性的综合能源系统韧性提升方法，本发明首先，考虑极端冰雪灾害对配电网线路的影响，构建极端冰雪灾害下综合能源系统中电网系统的线路故障模型；然后构建断线的场景集合；最后，构建综合能源系统韧性提升模型并基于综合能源系统韧性提升模型寻找最恶劣场景概率分布下的灾害前建筑物储热量最优配置方案和灾害后各场景故障修复策略，最终实现综合能源系统韧性提升。本发明在综合能源系统中充分挖掘了热能潜力，考虑热能特性对电力系统抵御极端冰雪灾害能力的影响，灾害前通过建筑物储热特性配置建筑物储热量，灾害后闭合联络开关进行拓扑重构，并且优化灾后抢修策略，通过多种手段提升电力系统韧性。

主权项：1.一种极端冰雪灾害下考虑热惯性的综合能源系统韧性提升方法，其特征在于，包括：收集当前极端冰雪灾害的相关参数及综合能源系统的相关参数；基于收集的当前极端冰雪灾害的相关参数及综合能源系统的相关参数模拟冰雪参数并构建极端冰雪灾害下综合能源系统中的电网系统线路故障模型；所述极端冰雪灾害下综合能源系统中的电网系统线路故障模型表示线路覆冰厚度与线路故障概率的关系；基于电网系统线路故障模型构建场景集合；场景集合中，每个场景中包含电网系统的若干线路，且场景中全部线路同时故障的概率大于D；基于构建的场景集合构建综合能源系统韧性提升模型，所述综合能源系统韧性提升模型包含目标函数和约束条件，其中目标函数为最小化极端冰雪灾害发生前若干小时的制热耗电成本和切负荷成本之和以及寻找使得极端冰雪灾害发生后切负荷成本最小值最大的场景发生概率分布；所述场景发生概率为极端冰雪灾害来临时，发生该场景的概率；所述约束条件包括电网系统约束和热网系统约束，电网系统约束包括电网潮流约束、支路功率约束、节点电压约束、联通和辐射状约束和抢修约束；热网约束包括热网潮流约束、建筑物热惯性约束、供回水管道温度约束及建筑物温度约束；结合收集的综合能源系统的相关参数求解构建的综合能源系统韧性提升模型，获得热网系统最优的制热功率及各场景下线路的抢修顺序；基于获得的热网系统最优的制热功率控制综合能源系统并在极端冰雪灾害发生后按照实际断线情况对应的场景下线路的抢修顺序进行抢修，提升综合能源系统韧性；所述极端冰雪灾害下综合能源系统中的电网系统线路故障模型具体如下： A＝-0.00494-0.00644T-0.000558V+0.001159P-0.00002I2 为电网线路ij的设计载荷；为t时刻电网线路ij的故障率；为t时刻线路ij的覆冰厚度；xij为线路ij所在位置横坐标；yij为线路ij所在位置纵坐标；μx为冰雪灾害中心位置横坐标；μy为冰雪灾害中心位置纵坐标；Rice为冰雪灾害影响半径；Le表示电网系统线路集合；A为线路覆冰增长率；T为线路环境温度；V为风速；P为降水率；I为线路电流；所述场景集合采用综合范数模糊集表示，如下： 式中：K为离散的场景个数；为第k个场景发生概率；为第k个场景的初始发生概率，场景的初始发生概率基于场景中全部线路同时故障的概率计算获得，其中场景中全部线路同时故障的概率越大，场景的初始发生概率越大；α∞为置信水平；所述目标函数表示如下： 式中：x为第一阶段变量；y为第二阶段变量；K为离散的场景个数；为第k个场景发生概率；为第k个场景；f1为冰雪灾害发生前若干小时的供热成本；f2为冰雪灾害发生后切负荷成本；η1为供热成本系数；η2为切负荷成本系数；PEB,t为t时刻制热功率；Pi,t为t时刻节点i的电负荷；λi,t为t时刻节点i的负荷损失率，B为电网节点集合；为第k个场景下的第二阶段变量；Ω为场景集合；为给定一组时优化变量的可行域；T为周期；所述联通和辐射状约束表示如下： β1j,t＝0j∈Ni； 式中：βij,t为0-1变量，表示t时刻电网系统节点i和节点j的父子关系，若节点j为节点i的父节点，则βij,t＝1；若节点i和节点j不相连，则βij,t＝βji,t＝0；Ni为与节点i相邻的节点集合；n为电网节点数量；zij,t为t时刻线路ij的连接状态0-1变量；Le表示电网系统线路集合；抢修约束表示如下： 式中：E表示配电网损坏后对应场景下的故障线路集合；t2为配电网抵御阶段结束时间，即灾害发生后，电网性能下降后的时刻；zij,t为t时刻线路ij的连接状态0-1变量；热网潮流约束表示如下： 式中：和分别为t时刻管道ab始端a和末端b的温度；Tamb为环境温度；mab为管道ab的水流量；ρ为水的密度；Sab为管道ab的横截面积；Lab为管道ab的长度；Kab为管道ab的传热系数；c为水的比热容；Lt为热网节点合集；为管道ab入口供回水温度，为管道ab出口供回水温度；为t时刻供水管道节点b的温度；为t时刻回水管道节点b的温度；为t时刻节点b的热出力；为t时刻节点b的热负荷；Δt为时间间隔；mb,t为t时刻通过节点b的水流量；建筑物热惯性约束表示如下： 式中：为t时刻热负荷节点a对应的室内温度；Ra为热负荷节点a中对应建筑物的热阻；为热负荷节点a对应的建筑物室内空气热容量；Ba为热负荷节点a对应的建筑物数量；为t时刻热负荷节点a对应的建筑物供暖热功率；HL为热负荷节点集；Δt为时间间隔；为t时刻环境温度；供回水管道温度约束表示如下： 式中：为供水温度上限；为供水温度下限；为回水温度上限；为回水温度下限；建筑物温度约束表示如下： 式中：为室内最高温度；为室内最低温度；为室内最舒适温度。

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百度查询： 浙江大学 极端冰雪灾害下考虑热惯性的综合能源系统韧性提升方法