[发明专利]一种多能流系统连锁故障发展路径的事故链模型生成方法

权利要求书

1.一种多能流系统连锁故障发展路径的事故链模型生成方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

步骤1：获取多能流系统的元件组成情况和拓扑结构作为原始数据：获得包括燃气轮机、电驱动压缩机、水泵、浸入式加热器的多能流系统结构，将上述非电力系统元件视为多能流系统元件，并建立多能流系统有向图；

步骤2：提出在多能流系统中存在一种初始触发环节发生在天然气系统的连锁故障路径，即天然气系统向燃气轮机供气的供气路径出现故障，导致燃气轮机进气量不足从而发电量不足，造成系统频率失稳切机组并进一步切负荷的连锁故障发展路径，其中供气路径是指可以独立满足某部分天然气需求的所有输气、供气元件按照能流流经顺序构成的有序集合，供气路径根据多能流系统能流有向图确定；

步骤3：针对步骤2设定的连锁故障发展路径，确定影响电-气耦合环节燃气轮机进气量的天然气系统供气路径R_k，求取天然气系统的供气路径的步骤如下：

(1)进行多能流计算；

(2)绘制多能流系统的有向图；

(3)以天然气系统部分A_i和以电力-天然气系统耦合环节燃气轮机A_k为顶点对有向图进行拉伸变形，即将有向图重新绘制成以天然气系统A_i为起始点和以电力-天然气系统耦合环节燃气轮机A_k为终止点的有向图，上述有向图中每条线段的方向相对不变；

(4)写出天然气系统A_i向电力-天然气系统耦合环节燃气轮机A_k供电的供气路径R_k；

步骤4：生成能够描述步骤2所述的多能流系统连锁故障发展路径的多能流连锁故障事故链：

首先对系统进行多能流计算，确定该运行方式下的能流方向；然后对电力-天然气系统耦合环节燃气轮机A_k进行分析，并在向电力-天然气系统耦合环节燃气轮机A_k供能的主能流方向上即供气路径上选择初始故障；在多能流供气路径上确定下一故障元件集，并根据其关联度选择下一重的故障元件进行事故链的搜索与生成；为了简化计算，从能流末端的线路开始计算，这样下一重的故障元件集就只需考虑平行路径上的线路或上一级线路，由于连锁故障发生的时间间隔较长，下一重的故障可以在上一重的故障过渡过程结束后再设定，以系统解列，并造成子系统内大面积停电为事故链搜索结束并生成的判据。

2.根据权利要求1 所述的一种多能流系统连锁故障发展路径的事故链模型生成方法，其特征是，步骤1提出了建立多能流系统有向图，多能流系统有向图定义为以电力系统变电站或母线、天然气系统气源或气阀、热力系统热源或加热器为节点，以电力系统线路和变压器、天然气系统压缩机、热力系统水泵为边，边的方向为各能流方向所构成的图形，在多能流系统有向图中，节点采用符合各自能流系统通用标准的元件代号或名称标识，边采用符合各自能流系统通用标准的元件代号或名称标识，多能流系统有向图与多能流系统某种特定的运行方式一一对应，即多能流系统任何一种特定的运行方式都可以采用对应的有向图表征，当多能流系统运行方式发生变化时，有向图也发生变化，根据连锁故障分析需要，停运的多能流系统元件不包括在多能流系统有向图中，因为其能流为零，不能表示其方向，对分析结果没有实质性影响的元件可以不包括在多能流系统的有向图中；定义多能流系统的有向图是为了直观表征和求取多能流系统中某一能流系统向其属下的某一部分负荷点或某子系统的供气路径。

3.根据权利要求1 所述的一种多能流系统连锁故障发展路径的事故链模型生成方法，其特征是，步骤2提出了一种多能流系统连锁故障的发展路径，在多能流系统中存在一种初始触发环节发生在天然气系统的连锁故障路径，即天然气系统向燃气轮机供气的供气路径出现故障，导致燃气轮机进气量不足从而发电量不足，造成系统频率失稳切机组并进一步切负荷的连锁故障路径，其中供气路径的故障情况具体可以描述为：

(1)向燃气轮机供气的天然气管道出现故障，无法向燃气轮机供应足够的天然气，造成燃气轮机机组进气量不足；

(2)向燃气轮机供气的天然气管道阀门出现故障，无法向燃气轮机供应足够的天然气，造成燃气轮机机组进气量不足；

(3)给天然气管道的气体提高压力的电驱动压缩机出现故障，导致管道压力不足，无法向燃气轮机供应足够的天然气，造成燃气轮机机组进气量不足。