[发明专利]一种用于复杂能源互联系统极端事件的应急响应方法

说明书

本发明公开了一种用于复杂能源互联系统极端事件的应急响应方法，包括以下步骤：构建复杂能源互联系统结构；基于系统动力学，将整个复杂能源互联系统分解成相互作用的子系统，建立各子系统内部动力学模型；刻画出复杂能源互联系统在极端事件下的动态响应行为，建立响应模型；当复杂能源互联系统遭遇极端事件时，所述响应模型自动做出应对决策和措施以进行应急响应。本发明借助系统动力学模型将整个复杂能源互联系统分解成多个相互作用的子系统，模拟和剖析各变量间的定性与定量关系，表达多主体、动态耦合、具有迭代作用的复杂系统特征，刻画出复杂能源互联系统在极端事件下的动态响应行为。

技术领域

本发明涉及系统响应技术领域，具体涉及一种用于复杂能源互联系统极端事件的应急响应方法。

背景技术

近年来极端事件频发，极端事件对能源系统的破坏，不仅会造成巨大的经济损失，还可能会造成政治、社会影响乃至人身伤亡；新一代能源系统形成了以电-气互联为主干能源骨架、辅以大量可再生能源、末端多能源综合供给的多主体格局，是一个智能化、市场化、分布决策的复杂能源互联系统；为了消减极端事件对能源系统带来的负面影响，需要了解能源系统在极端事件下的特征，国内外学者开始研究能源系统面临极端事件的响应模型，以刻画系统的行为过程；有学者建立了电-气互联系统在极端事件下的统一调度模型，联合仿真系统研究能源系统面临极端事件的响应行为，具体步骤为：设定整个系统的目标函数；将各子系统的约束当作优化约束条件；利用智能算法或求解器统一求解。

复杂能源互联系统在市场条件下，由于各子系统之间存在壁垒，难以统一集中调度，具有多主体、分布自治、独立决策的特点，使其动态响应机制更加复杂，而传统的联合仿真多是基于一个时间断面，无法体现极端事件下系统内部、系统之间的动态特征，忽略了子系统间的动态耦合、迭代作用；此外，联合仿真认为各子系统集中决策、协同调度、不分主体，其仅适用于范围较小的能源系统，而对于地理面积较广的复杂能源互联系统，联合仿真模型有一定局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于复杂能源互联系统极端事件的应急响应方法，本发明根据复杂能源互联系统多主体、分布自治、独立决策的特点，借助系统动力学模型将整个复杂能源互联系统分解成多个相互作用的子系统，模拟和剖析各变量间的定性与定量关系，表达多主体、动态耦合、具有迭代作用的复杂系统特征，刻画出复杂能源互联系统在极端事件下的动态响应行为。

本发明所采用的技术方案是：一种用于复杂能源互联系统极端事件的应急响应方法，包括以下步骤：

S1：以输电-气网为基础，连接区域综合能源系统，构建复杂能源互联系统结构；

S2：基于系统动力学，将整个复杂能源互联系统分解成相互作用的子系统，所述子系统包括输电网子系统、输气网子系统和区域综合能源子系统；建立各子系统内部动力学模型，模拟和剖析系统各变量间的定性与定量关系；

S3：刻画出复杂能源互联系统在极端事件下的动态响应行为，建立响应模型，所述响应模型包括建立输电网子系统基于负荷重要度的应急决策模型、输气网子系统基于负荷重要度的应急决策模型、区域综合能源子系统基于能源互济的应急决策模型和子系统间交互响应模型；

S4：当复杂能源互联系统遭遇极端事件时，所述响应模型自动做出应对决策和措施以进行应急响应。

优选的，步骤S2中所述建立输电网子系统内部动力学模型以供需平衡为运行目标，选取输电网负荷、输电网电厂出力作为积量，电出力增发率、电出力减少率、电负荷增加率和电负荷减少率作为率量，建立系统动力学动态仿真图；输电网电厂出力和输电网负荷两个积量之差造成电供需缺口，输电网电厂出力大小由电厂节点电出力增发率电出力减少率两个率量决定，输电网负荷大小则由负荷节点电负荷增加率电负荷减少率两个率量决定，变量间关系模型如下：