[发明专利]一种电-气互依赖系统连锁效应处理方法

说明书

本发明公开了一种电‑气互依赖系统连锁效应处理方法。根据电‑气互依赖系统建立电力系统的再调度模型、天然气系统的再调度模型和耦合元件的模型，进而建立了电‑气互依赖系统的连锁效应分析模型，进而获得生产的天然气量和天然气负荷的切除量的调度量，采用电力系统调度机构调整发电机组的输出或切除部分电力负荷，采用天然气系统调度机构调整气源的输出或者切除部分天然气负荷。本发明通过对电‑气互依赖系统中连锁效应的建模，将连锁效应耦合到电‑气互依赖系统的可靠性中去，为保证电‑气互依赖系统的可靠运行提供基础。

技术领域

本发明涉及了属于综合能源系统可靠性评估领域的一种电力系统相关的控制方法，尤其是涉及了一种电-气互依赖系统连锁效应处理方法。

背景技术

近年来，由于天然气具备绿色环保和安全可靠等优势，天然气被大规模使用，这也使得天然气系统与电力系统之间的耦合更为紧密。一方面，天然气机组需要从天然气系统获得天然气来生产电能，满足电力系统负荷的需求；另一方面，天然气系统中的设备需要从电力系统中获得电力供应来保证正常运行。在这种背景下，电力系统或天然气系统中任一系统出现设备故障，都可能对另一系统运行带来影响，进而该影响再传递回原系统，形成连锁效应。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，本发明提出一种电-气互依赖系统连锁效应处理方法。本发明通过对电-气互依赖系统中连锁效应的建模，将连锁效应耦合到电-气互依赖系统的可靠性中去，提出考虑连锁效应的连锁效应分析模型，为保证电-气互依赖系统的可靠运行提供基础。

本发明的技术方案是：

根据电-气互依赖系统建立电力系统的再调度模型、天然气系统的再调度模型和耦合元件的模型，进而建立了电-气互依赖系统的连锁效应分析模型，进而获得气源生产的天然气量和天然气负荷的切除量的调度量，即燃料驱动气源s的生产的天然气量电驱动气源k生产的天然气量天然气负荷的切除量天然气机组g的输出功率和电力负荷的切除量采用电力系统调度机构调整发电机组的输出或切除部分电力负荷，采用天然气系统调度机构调整气源的输出或者切除部分天然气负荷，此处的气源包括电驱动气源和燃料驱动气源。

方法主要包括以下几部分：

1)建立电-气互依赖系统的连锁效应分析模型

电-气互依赖系统的连锁效应具体设置为：在初始故障条件下，天然气系统和电力系统间之间发生的互相传播的故障连锁传播过程。

该传播过程主要包括：首先，假定天然气系统中发生故障，天然气系统调度机构会调整气源的输出或者切除部分天然气负荷，以保证天然气系统的可靠运行。在这一过程中，可能会有部分供应给天然气机组的天然气被切断，由此天然气机组生产的电力会下降，此时天然气系统的故障传播到电力系统。

紧接着，由于天然气机组生产电力的下降，电力系统调度机构会调整发电机组的输出或切除部分电力负荷，以保证电力系统的可靠运行。同样，在这一过程中，可能有部分供应给电驱动气源的电力被切除，由此导致气源停止工作，此时电力系统的故障继续返回到天然气系统。故障在两系统间迭代，最终形成造成较大范围故障的连锁效应。

1.1)建立耦合元件的模型

1.1.a.对于天然气机组

在连锁效应过程中，电力系统中天然气机组在迭代次数it生产的电力，取决于天然气系统在迭代次数it-1时供应给天然气机组的天然气量通过以下公式获得：

其中，表示在迭代次数it时电力系统中节点m天然气机组g生产的电力，表示在迭代次数it-1时天然气系统中节点i处供应给天然气机组的天然气量，GHV表示天然气的热值，α_mg、β_mg和γ_mg表示天然气机组g的第一、第二、第三热力系数；

1.1.b.对于电驱动气源