[发明专利]一种综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法

权利要求书

1.一种综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法，其特征在于：

(1)得出天然气系统故障能量量化方法；

(2)得出综合能源系统的能量转换数学表达式；

(3)基于能量守恒量化分析电力系统、供热/冷系统的故障能量，得出综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法；

(4)基于故障能量量化方法，结合物联网技术，得出应用智慧燃气调压器减小故障耦合传播能量抑制故障耦合传播的方法。

2.根据权利要求1所述一种综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法，其特征在于，步骤(1)得出天然气系统故障能量量化方法具体过程为：

天然气系统故障前与经故障恢复至稳态时的天然气量守恒，该过程可以式(1)表示：

式中，t1、t2分别为故障开始时间、天然气系统压强恢复至稳态值得时间，ΔM_in、ΔM_out分别是天然气系统入口质量流变化量、出口质量流变化量；

引入天然气燃烧热值H，则可将式(1)改写为能量的形式，具体如式(2)所示：

式(2)即为天然气系统故障能量量化数学表达式。

3.根据权利要求1所述一种综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法，其特征在于，步骤(2)得出综合能源系统的能量转换数学表达式具体过程为：

在综合能源系统中，天然气系统为微型燃气轮机、燃气锅炉提供燃料，微型燃气轮机输出机械功率P_T驱动发电机发电，燃气锅炉则以加热功率P_th加热水以满足用户的热/冷负荷需求，综合能源系统中能量的转换过程可以式(3)表示：

式中，η₁、η₂分别为微型燃气轮机、燃气锅炉效率；

式(3)即为综合能源系统能量转换数学表达式。

4.根据权利要求1所述一种综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法，其特征在于，步骤(3)基于能量守恒量化分析电力系统、供热/冷系统的故障能量，得出综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法，具体过程为：

由能量守恒知，天然气系统出口质量流变化量ΔM_out将转换为微型燃气轮机输出机械功率变化量ΔP_T及供热/冷系统的加热功率变化量ΔP_th，假设在故障时，微型燃气轮机及燃气锅炉的效率不变，则该过程以式(4)表示：

为了便于计算，将式(4)化为标幺值形式，其中基准值P_B＝HM_in0，M_in0为天然气系统入口质量流稳态值，式(4)标幺值形式为：

式中，k为流向微型燃气轮机的燃气量占天然气系统出口质量流的比例，表示ΔM_in的标幺值，其它同上所述；

式(5)即为综合系统故障耦合传播能量量化表达式。

5.根据权利要求1所述一种综合能源系统故障耦合传播能量量化分析及抑制方法，其特征在于，步骤(4)基于故障能量量化方法，结合物联网技术，得出通过应用智慧调压器减小故障耦合传播能量以抑制故障耦合传播的方法，具体为：

在综合能源系统与市政天然气系统连接处装设智慧燃气调压器，其中智慧调压器是指应用了物联网技术的燃气调压器，具体工作过程为：首先利用传感器感知调压器上、下游压强和质量流信息，并通过信号发射模块将这些信息发射至控制中心，控制中心反馈相应信息至调压器，以调节调压器控制天然气质量流及下游压强，达到在故障时减小ΔM_in的目的，从而实现对故障耦合传播的控制。