[发明专利]考虑动态效应的天然气系统可靠性评估方法及系统

权利要求书

1.一种考虑动态效应的天然气系统可靠性评估方法，其特征是，包括以下步骤：

采集天然气系统的运行数据，确定天然气系统的运行状态；

根据天然气系统的运行状态，针对各个元件建立元件可靠性模型；

基于元件可靠性模型构建系统可靠性模型；

计算天然气系统可靠性参数，进行天然气系统可靠性判断；

所述元件可靠性模型包括气源的可靠性模型和储气装置的可靠性模型，

所述气源的可靠性模型u_ih(z,t)为：

式中，和分别表示状态l_ih下节点i处气源h的产量上限及对应概率，气源h一共K_ih个状态；z用于区别变量的取值和概率；t用于指代时间；

所述储气装置的可靠性模型u_iq(z,t)为：

式中，和分别表示状态l_iq下节点i处储气装置q的产量上限及对应概率，气源q一共K_iq个状态；

所述基于元件可靠性模型构建系统可靠性模型，具体为：基于元件可靠性模型，引入天然气动态潮流计算算子Ω_φOTGF将不同元件可靠性模型聚合起来，构建系统可靠性模型

式中，和p_l(t)分别表示状态l和时刻t下节点i的负荷切除量及对应的概率；K表示系统总的状态数；φ表示函数关系式；OTGF用于指代天然气系统动态潮流计算；

所述系统可靠性模型的目标函数为：

式中，表示状态l和时刻t+Δt下节点i的负荷切除量；N表示天然气系统中总的节点个数；

所述系统可靠性模型的约束条件包括：

管道连续性方程：

式中，表示在状态l和时刻t时管道D的管存；Δx表示管道的长度；d表示管道的直径；R表示天然气的热值；ψ表示管道的摩擦系数；Z表示压缩系数；ρ_n表示天然气的密度；和分别表示状态l和时刻t时管道D的两端节点j和节点i的压强；

管道的连续性方程为：

式中，和分别表示状态l和时刻t+Δt时管道D的两端节点i和节点j的天然气流量；

管道动力方程：

式中，表示状态l和时刻t+Δt时管道D上的平均流量；v表示天然气的流速；F表示管道的传输系数；

节点气流量平衡方程：

式中，和分别表示状态l和时刻t+Δt时节点i处储气装置_q和气源h的输出量；表示状态l和时刻t时节点i的天然气负荷；ND表示天然气管道的总数；

压缩机的约束条件为：

式中，ξ_cij和分别表示压缩机c的压缩系数的最小值和最大值；

节点气压的约束条件为：

式中，和分别表示状态l下节点i气压的最小值和最大值；

管道流量的约束条件为：

式中，和分别表示状态l下管道D天然气流量的下限和上限；

气源的输出约束条件为：

储气的输出约束条件为：

天然气负荷削减约束条件为：

2.根据权利要求1所述的考虑动态效应的天然气系统可靠性评估方法，其特征是，所述天然气系统的运行数据包括管道的容量、气源的产量上限和节点的天然气负荷。

3.根据权利要求1所述的考虑动态效应的天然气系统可靠性评估方法，其特征是，所述计算天然气系统可靠性参数，进行天然气系统可靠性判断，具体为：

计算天然气系统的平均负荷切除量：

式中，EGNS(T)代表总时间T内天然气系统的平均负荷切除量；

如果总时间T内系统的平均负荷切除量小于阈值EGNS^limit时，即EGNS(T)≤EGNS^limit，则认为天然气系统的可靠性满足要求，无需进行调整；如果不满足时，则需要调度机构进行运行方式的调整，保证系统的安全可靠运行。