[发明专利]一种计及可靠性的多能耦合系统分布式协同优化方法

权利要求书

1.一种计及可靠性的多能耦合系统分布式协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，利用可靠性指标和其他指标组成共a个指标集，在由a个指标构成的a维指标空间中对系统中所有节点进行节点的聚类；形成子系统；

步骤S2，生成子系统级整体可靠性指标和子系统级其他指标；

步骤S3，利用抽样方法获取扰动场景；

步骤S4，建立分布式协同优化模型，利用优化算法对多子系统不同优化目标的优化调度模型进行求解；

所述的步骤S1中：

步骤S11，根据实际工业园区特征，确定系统所有节点；

步骤S12，建立异质多能耦合节点可靠性量化模型；

根据园区历史数据构建节点典型供能功率曲线和用能曲线，包括电、热水、冷水、天然气、蒸汽和压缩空气；基于能量流在工业园区中以时间累积效应建立节点能量流的产能评估方程，并对节点能量流产能评估量度离散化处理；

利用通用生成函数法构建节点多能状态分布方程，从而计算节点在多能状态下的可靠性；

步骤S13，计算节点的其他指标，分别建立可靠性指标和其他指标在系统中随节点的扩散模型，获得a种指标各自的节点扩散函数；同时引入空间扩散矩阵，利用扩散结构的协同角描述a种指标中两两指标的关联关系；

步骤S14，在由可靠性指标和其他指标构成的a维指标空间中进行节点的聚类：给定子系统划分数目K，依据可靠性指标和其他指标的扩散结构关联对比，在源阱节点中随机选择K个聚类中心，使用K-means聚类方法进行各节点的聚类，采用欧氏距离作为度量指标空间内的距离公式，以各簇中的节点到各簇质心的距离和作为目标函数，通过不断迭代使目标函数最小化完成聚类，最终得到按照a个指标进行子系统划分的结果；其中，源节点为指标从该节点扩散到其他节点，即该节点的指标值高于周围节点指标值；阱节点为指标从其他节点扩散到该节点，即周围其他节点的指标值高于该节点指标值；

最终，得到的各簇节点看成一个子系统内的各节点，形成各个子系统；

所述的步骤S3中：

步骤S31，将子系统级整体可靠性指标和子系统级其他指标共a个指标的每一维累积分布函数都分成c个互不重叠的区间，使得每个区间概率相同；

步骤S32，从每一维中的每个区间中随机抽取一个点，用逆变换法生成每一个随机点的采样值；

步骤S33，将所有随机数顺序打乱，获得独立的正态分布随机数，从而获得扰动场景集合。

2.根据权利要求1所述的一种计及可靠性的多能耦合系统分布式协同优化方法，其特征在于，所述的步骤S2中，通过最低可靠性法从节点可靠性计算得到子系统级整体可靠性指标。

3.根据权利要求1所述的一种计及可靠性的多能耦合系统分布式协同优化方法，其特征在于，所述的步骤S4中：

步骤S41，考虑到同一指标在不同子系统中具有约束和目标的双重属性，将含有n个子系统的园区P生产生活统筹运行过程表达为n+1个优化问题的求解

其中，为子系统l的优化目标向量，一个子系统对应一个优化目标；分别为不等式约束和等式约束组成的向量；为优化变量向量，为扰动；

基于此，建立工业园区多能耦合系统的运行模型及约束条件；

步骤S42，对上述模型利用优化算法进行求解，求解完全后，获得多能耦合系统分布式协同优化方案。