[发明专利]一种基于异构信息网络的多能耦合多重故障恢复方法

说明书

本发明公开了一种基于异构信息网络的多能耦合多重故障恢复方法，涉及综合能源系统技术领域，包括以下步骤：步骤1、多能耦合系统建模；步骤2、故障发生后生成多能耦合异质信息网络拓扑图；步骤3、判断有无根节点，形成初始故障恢复孤岛；步骤4、搜索孤岛的相邻节点；步骤5、对所有相邻节点进行排序；步骤6、判断是否存在节点满足网络约束。本发明设计了多能耦合的电‑热‑气综合能源系统三层异质信息网络模型，充分考虑多能源系统之间的互补替代功能，提出了多类型故障情况下配电系统多类型故障的主动解列和故障恢复策略。

技术领域

本发明涉及综合能源系统技术领域，尤其涉及一种基于异构信息网络的多能耦合多重故障恢复方法。

背景技术

配电系统中的设施往往暴露在自然环境中，极易受到高损耗停电的影响，导致线路、开关设备、变电设备等故障。同时随着分布式能源的渗透率不断增加，电力系统呈现多能耦合的特性，对于系统内部故障亟需打破传统的自上而下的恢复流程，充分利用分布式能源(Distributed generator,DG)的不同运行特性，对配电网中设备进行协调优化，优先恢复关键负荷^[1]。

因此，故障的快速恢复是配电网必须具备的特性，多能配电网故障恢复技术也是需要攻克的难点之一。配电网主动分裂后，将形成一个以分布式能源供电为主并能独立运行的孤岛，减少故障对配电网的不利影响，提高供电质量、安全性和配电网络的可靠性^[2]。目前已有部分学者研究了多能协同故障恢复。在文献[3]中，提出了一种基于分支定界算法的配电网系统孤岛算法，但所建立的拓扑模型没有充分考虑并网切换对优化孤岛结构的影响。在文献[4]中，使用图论算法中的Prim算法来解决配电网中的孤岛划分问题，由于这种方法是基于最小生成树算法的，因此在配电网中只能得到一个孤岛，将造成很大的损失。在文献[5]中，基于复杂网络理论，分析了电-气-热综合能源系统的网络特征，引入了网络碎片化、连通性因子和能源供应效率比三个指标进行鲁棒性分析。

综上所述，现有技术中建立的拓扑模型没有充分考虑并网切换对优化孤岛结构的影响，同时孤岛优化算法没有充分考虑多能耦合设备的互补效应，形成的孤岛计算速度较慢或是只能形成单一孤岛。

现实生活中有各种各样的复杂系统，通常由在现实世界中相互作用的不同类型的异质节点组成。例如作者的期刊和文献可以形成一个复杂的信息网络，用单一的同质网络很难描述其多样的内部关系，会丢失很多关键信息。异质信息网络(heterogeneousinformation network,HIN)可以对这类丰富复杂的交互数据进行建模，从而保留更多的结构信息和全面的语义。HIN不仅涵盖了不同类型的对象及其交互特征，还融合了来自异质数据源的信息。在大数据时代，不同的数据描述部分或有偏差的结构信息，异质信息网络可以对这些数据进行综合处理。因此，异质网络建模可以成为解决大数据多样性的有力工具。

在分析复杂的电力系统时，需要将其抽象为由节点和边组成的图。系统的结构单元通常是节点，单元之间的连接是边。图表示是利用复杂网络理论计算配电系统故障恢复指标的第一步。异质信息网络是一个有向图G＝(N,E；f₁,f₂；D,B)，其中N＝{n₁,n₂,…,n_m}是一组节点(m是节点数)，E＝{e₁,e₂,…,e_n}是边的集合(n是边数)。D和B是节点类型和边类型的集合，节点类型映射函数为f₁:N→D和f₂:E→B，满足f₁(n)∈D(n∈N)和f₂(e)∈B(e∈E)。当节点类型数|D|≥2或边类型数|B|≥2时，称G为异质信息网络。HIN的异质性主要来自于其自身节点属性的多样性以及其边的结构和功能的差异。