[发明专利]一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法

权利要求书

1.一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据城镇生长特性总结空间负荷的增长特性；

步骤2：基于复杂网络理论中的随机几何图模型，在平面区域中按照独立均匀分布逐个添加负荷节点，根据所添加节点与已有负荷节点的最短距离，确定是由自然条件或社会经济条件吸引负荷留存，并设置不同的留存概率，用高斯函数的组合表示所添加负荷的概率密度函数，模拟城镇负荷的增长过程；

步骤3：当负荷增长情况确定后，以最小化投资建设成本为目标，规划得到区域能源互联网的能源站和综合管线分布；当负荷量模拟增长到设定规模时，规划得到初始能源网络，随着负荷继续增长，在已有网络基础上进行扩展规划；

步骤4：结合步骤2和步骤3设计区域能源互联网的演化模拟流程。

2.如权利要求1所述的一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法，其特征在于，所述步骤1中，将自然条件和社会经济条件作为城镇人口聚居的主要条件，得到城镇生长特性；根据城镇空间负荷分布与人口密度分布之间的正相关性，得到空间负荷增长的集聚特性，即：在城镇的生长阶段，负荷密度较高的区域，负荷增长速度更快。

3.如权利要求1所述的一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

在大小为L²的二维平面上模拟区域能源互联网的演化过程，借鉴随机几何图模型设计空间负荷增长的整体过程为：在给定平面区域中按照独立均匀分布逐个加入负荷节点，并设定负荷节点留存的规则，确定是否保留新增的节点；

通过概率模型表示空间中某点新增负荷的可能性；假定城镇由于自然条件吸引人口增长，从而使新增负荷节点留存的概率为q₁；除自然条件以外，城镇由于社会经济条件吸引人口和负荷增长的影响范围半径为r，则与已有负荷节点的最短距离小于r,r＜＜L的新增负荷节点留存的概率为q₂，并且满足q₁＜＜q₂；由此，第i次添加的负荷节点能够留存的概率为：

其中：p_i为第i次加入的负荷节点留存的概率；q₁和q₂分别为由于自然条件和社会经济条件吸引负荷节点留存的概率；d_min,i为第i次加入的负荷节点与已存在节点的最小距离；

采用高斯函数拟合每类负荷的概率密度函数，新增负荷节点的负荷量大小分布的概率密度函数由多个高斯函数组合而成：

其中：P_i为负荷量；f(·)为负荷量分布的概率密度函数；j为负荷的类别；k_j为第j类负荷所占的比重；P_a,j为第j类负荷节点的负荷量均值；σ_j为第j类负荷节点的负荷量方差。

4.如权利要求3所述的一种考虑城镇生长特性的区域能源互联网演化模拟方法，其特征在于，所述步骤2中，区域能源互联网负荷增长模拟的过程如下：

1)给定大小为L²的平面区域，设定加入负荷节点的总数N和半径r；

2)在给定平面区域中，按照独立均匀分布随机加入一个负荷节点；

3)计算新生成负荷节点与已存在节点的最小距离d_min,i；若d_min,ir，则按照概率q₁保留该节点；若d_min,i≤r，则按照概率q₂保留该节点；

4)若添加负荷节点的数量未超过N，则返回步骤2)；否则，结束负荷增长过程。