[发明专利]气电综合能源系统的可靠性评估方法、系统及可存储介质

说明书

本发明公开了一种气电综合能源系统的可靠性评估方法，包括：构建天然气管道多状态移过程的马尔可夫状态模型，获得气电综合能源系统的相关参数；在给定的时间区间内，获得天然气管道的时序转移状态过程，获得其他元件的状态时序序列；通过组合全部元件状态的时序序列得到时序系统状态转移过程；在给定时间区间内对气电综合能源系统的每个系统状态进行能流计算分析，根据能流计算分析结果判断是否进行最优能流分析；根据得到的系统分析结果得到风险指标，判断收敛停止判据是否满足要求，如果满足，停止执行。将天然气管道多状态和多故障模式转移过程的四状态马尔可夫状态模型，用在系统风险评估中的双层蒙特卡洛抽样算法，提高了系统评估的准确性。

技术领域

本发明属于气电综合能源系统评估技术领域，本发明涉及一种气 电综合能源系统的可靠性评估方法、系统及可存储介质。

背景技术

天然气管道作为气电综合能源系统的重要元件，只有对其进行准 确的可靠性建模才可有效地对整个气电综合能源系统进行正确的可 靠性水平估计。在工程实际中发现天然气管道的故障模式通常可以划 分成三类：小孔漏气，大孔漏气以及断裂故障。当因外部干扰或地质 灾害导致天然气管道发生严重断裂故障时，上游天然气供应将无法通 过故障天然气管道到达下游气负荷区。然而，当天然气管道只是发生 了小孔漏气或大孔漏气时，上游天然气供应仍然可以通过故障天然气 管道到达下游气负荷区，但是一部分天然气不可避免将泄露到周边环 境中，漏气故障直到被探测到才会被修复。

不足的是，如图1所示，现有气电综合能源系统可靠性评估研究 普遍只是考虑管道断裂故障模式，完全忽略了天然气管道漏气故障 (小孔漏气和大孔漏气)的影响。相关统计资料表明小孔漏气和大孔 漏气的故障发生频率是断裂故障频率的5-10倍。因此，在气电综合能 源系统风险评估中忽略管道的此两类漏气故障可能将导致风险评估 出现较大误差。更重要的是，管道漏气可能引发爆炸，火灾，和毒害， 进而导致出现重大人员伤亡，巨大经济损失以及环境污染等风险。因 此，在气电综合能源系统对漏气风险实现定量分析，即同时考虑漏气 故障发生的程度、位置和概率，是很有必要的，这对预防漏气故障、 减少漏气故障引起的损失具有重要意义。

申请号2021111780609公开了基于交叉熵理论的天然气管网供气 可靠性检测方法及装置，根据输入数据通过基于交叉熵的时序蒙特卡 洛方法对目标天然气管网状态转移过程进行模拟，获得时序状态转移 序列；根据各需求点所含用户的用气特性和所述时序状态转移序列计 算结果获得状态转移后目标天然气管网的供气量；根据所述用户需求 预测结果和所述供气量分析获得目标天然气管网的供气可靠性检测 数据。该方法仅仅公开了通过基于交叉熵的时序蒙特卡洛方法对目标 天然气管网状态转移过程进行模拟，获得时序状态转移序列，并没有 考虑管道的多种故障模式，可靠性评估的准确性并不是很高。

申请号201710175146.3公开了城市天然气管道系统管道故障传 播影响评估方法及系统，通过建立城市天然气管道系统的网络模型， 获取城市天然气管道系统正常状态下的流量和压力分配情况，再进行 管道故障的模拟，获取城市天然气管道系统管道故障后的流量和压力 分配情况。将正常状态的流量压力的分配情况与故障状态的流量压力 的分配情况进行比较，进一步进行城市天然气管道系统的管道故障传 播影响评估。该方法通过管道系统正常状态下的流量和压力分配情况 对管道故障进行模拟，并没有对管道的故障模式进行建模，没有模拟 产生随机状态转移过程，可靠性评估的准确性并不是很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气电综合能源系统的可靠性评估方 法、系统及可存储介质，在气电综合能源系统对漏气风险实现定量分 析，可以确定管道漏气发生的位置及漏孔大小，并用于评估气电综合 能源系统的可靠性水平，可以进一步提高气电综合能源系统可靠性评 估的准确性。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种气电综合能源系统的可靠性评估方法，包括以下步骤：

S01：构建天然气管道多状态移过程的马尔可夫状态模型，获得气 电综合能源系统的相关参数；