[发明专利]极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法

权利要求书

1.一种极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法，其特征在于，包括：

根据自然环境状态和不同类型设备的设备状态，建立热电耦合系统在极寒灾害下的马尔可夫状态空间；

对所述马尔可夫状态空间的转移过程进行分析，得到热电耦合系统在相邻时刻间状态的转移概率；

基于热电耦合系统在相邻时刻间状态的转移概率，计算热电耦合系统从灾害开始的初始状态到当前时刻状态的发生概率。

2.根据权利要求1所述的极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法，其特征在于，所述自然环境状态为t时刻灾害中心的极寒天气强度：

其中，其中ω_t为风速(m/s)，π_t为降雪量(mm)，κ_t为外界气温(℃)。

3.根据权利要求1所述的极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法，其特征在于，所述设备状态包括线路状态、负荷状态、机组状态、储能状态和设备性能状态。

4.根据权利要求3所述的极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法，其特征在于，所述线路状态表示为：

其中，和分别表示电网线路和热网管道的运行状态；

所述负荷状态表示为：

其中，为m个负荷状态，分别对应不同程度的负荷损失，γ^D中的元素将区间[0,1]等分为m个子区间；

每个子区间的宽度为为Δγ^D，满足：

负荷状态表示负荷损失程度位于区间[i·Δγ^D,(i+1)·Δγ^D)内；

对于分布式机组G，t时刻分布式机组剩余可用燃料量为：

其中，表示机组侧在灾前储备的燃料总量；

将区间离散化为：

描述分布式机组G出力的n_G个离散的马尔可夫状态，在区间中均匀分布，相邻状态之间间隔为：

当分布式机组G状态为时，表示分布式机组G剩余的燃料量在之间；

所述储能状态描述了可移动储能能量的剩余量，热电耦合系统中，可移动储能包括应急供电车和取暖物资两种类型；

t时刻节点j处电池储能剩余电量状态为：

其中，表示节点j处的应急供电车在灾前储备的总电能，为整数，表示节点j处的应急供电车辆数，E_Veh表示单辆供电车的电能容量；

定义t时刻节点j处可用取暖物资总能量为：

其中，是灾害发生前节点j处所配置的取暖物资总量；

对区间和进行离散化，分别得到各宽度为的子区间和个宽度为的子区间；

将所述储能状态统一表示为：

所述设备性能状态表示为：

其中，t时刻电池储能的容量性能状态为表示在给定外界温度下电池储能容量相对于正常环境温度下的比例；热泵的能效状态为表示在t时刻的外界环境温度下热泵制热量与消耗电能的比例。

5.根据权利要求3所述的极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法，其特征在于，所述马尔可夫状态空间包括长时间尺度的马尔可夫状态空间和短时间尺度的马尔可夫状态空间，其中，一个长时间尺度内包括多个短时间尺度；

所述长时间尺度的马尔可夫状态空间可表示为：

其中，t_h表示长时间尺度的时刻；

所述短时间尺度的马尔可夫状态空间可表示为：

其中，t_m表示短时间尺度的时刻。

6.根据权利要求4所述的极寒灾害下热电耦合系统随机动态过程的建模与分析方法，其特征在于，所述对所述马尔可夫状态空间的转移过程进行分析，得到热电耦合系统在相邻时刻间的状态转移概率包括：

对于相邻两个长时间尺度间的多个短时间尺度，计算每相邻两个短时间尺度间的线路状态转移概率；

根据每相邻两个短时间尺度间的线路状态转移概率，计算相邻两个长时间尺度的线路状态转移概率。