[发明专利]一种考虑信息系统不可靠的综合能源系统可靠性评估方法

权利要求书

1.一种考虑信息系统不可靠的综合能源系统可靠性评估方法，所述方法首先建立综合能源信息物理系统模型，定义信息物理子系统的概念，并分别利用复杂网络理论和能源集线器技术建立信息系统静态模型和物理系统数学模型。其次，提出了一种适用于综合能源信息物理系统的可靠性评价指标，基于马尔科夫过程蒙特卡洛法建立信息物理子系统多时段状态概率模型。最后，利用提出的可靠性评价指标同时考虑系统供能水平，计算不同故障情况下，信息系统不可靠对综合能源系统可靠性的影响，以及系统可靠性对不同信息设备的敏感程度。

2.根据权利要求1所述的一种考虑信息系统不可靠的综合能源系统可靠性评估方法，其特征是，建立综合能源信息物理系统模型，定义信息物理子系统的概念为：

如图1所示建立了一个典型综合能源信息物理系统，信息系统由相应信息与通信设备、网络协议、软件和拓扑等构成，且信息网络为TCP传输协议的工业以太网；物理系统包括能源生产及耦合设备、储能设备、负荷等。如图2所示，将物理设备及与之对应的传感器、控制器、服务器定义为信息物理子系统。在子系统中传感器负责采集物理设备状态(如输出功率等)，并将其上传至服务器中，服务器生成决策结果后将其下发至控制器，控制器生成控制指令作用于物理设备。

3.根据权利要求1所述的一种考虑信息系统不可靠的综合能源系统可靠性评估方法，其特征是，利用复杂网络理论建立信息系统静态模型：

首先，对于含有n个信息设备的综合能源信息物理系统，定义信息设备状态矩阵

I＝[I₁ … I_k … I_n] (1)

式中，I_k＝0表示信息设备k故障；若I_k＝1表示信息设备k正常。

其次，基于信息设备之间的拓扑关系，利用图论知识将信息系统中的信息设备等效为节点，将信息设备之间的连接关系等效为边，建立表示信息设备连接关系的邻接矩阵。

式中，若L_ij＝1表示节点i与节点j连接；若L_ij＝0表示节点i与节点j之间无连接关系；若i＝j，规定L_ij＝1。

在分布式控制的综合能源信息物理系统中，子系统中的服务器在决策过程中通过发出信息请求，可以掌握决策所需要的部分或全部物理节点的状态。服务器间的信息请求关系由综合能源系统运行优化策略决定，利用决策关联矩阵A表示服务器间的信息请求关系。

式中，若A_ij＝1表示服务器i在决策前需要向服务器j发出信息请求；若A_ij＝0表示服务器i在决策前无需向服务器j发出信息请求；若i＝j，规定A_ij＝1。

4.据权利要求1所述的一种考虑信息系统不可靠的综合能源系统可靠性评估方法，其特征是，提出了一种适用于综合能源信息物理系统的可靠性评价指标：

考虑系统一直处于并网状态，定义“信息阀级”的概念，利用指标L_inf(i)来表示信息物理子系统i故障时对整个系统供能影响程度，将其表示为

式中，P_{c max}为系统正常运行情况下能够供给的最大供能量。P_{c max}(i)为第i个信息物理子系统故障情况下，系统能够供给的最大供能量。

式中，N为系统中所有信息物理子系统的合集，为第i个子系统故障情况下其系统能够供给的最大供能量。

由此引出能够反映第i个信息物理子系统重要程度的指标I_prob(i)

由以上两概念可知，子系统i阀级越小，其重要程度指标就大，对系统运行可靠性的影响程度就越大。