[发明专利]基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，所述方法包含：

根据目标天然气管网的需求侧分析获得用户需求预测和用户分级结果；

根据历史失效数据库对目标天然气管网的预设区域进行可靠性评估获得系统状态转移模拟的输入数据；

根据所述输入数据通过基于交叉熵的时序蒙特卡洛方法对目标天然气管网状态转移过程进行模拟，获得时序状态转移序列；

根据各需求点所含用户的用气特性和所述时序状态转移序列计算结果获得状态转移后目标天然气管网的供气量；

根据所述用户需求预测的结果、所述用户分级结果和所述供气量分析获得目标天然气管网的供气可靠性检测数据。

2.根据权利要求1所述的基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，根据所述用户需求预测的结果、所述用户分级结果和所述供气量分析获得目标天然气管网的供气可靠性检测数据包含：

基于供气可靠性定义，根据气量和时间两个维度构建天然气管网的供气可靠性表征函数；

根据所述用户需求预测的结果获得目标天然气管网的需求量，根据所述需求量、所述用户分级结果中的用户特性数据和所述供气量通过所述供气可靠性表征函数计算获得目标天然气管网的供气可靠性检测数据。

3.根据权利要求2所述的基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，根据气量和时间两个维度构建天然气管网的供气可靠性表征函数包含：

根据时间维度构建供气可靠性表征函数包含：

根据气量维度构建供气可靠性表征函数包含：

在上式中，上标i表示管网中第i个需求点，LODEⁱ，LODPⁱ，EGNSⁱ和ERNSⁱ分别代表第i个需求点的时间期望值、时间概率、气量期望值和削减量占需求总量的比值，下标j表示第j次模拟，N为总的模拟次数，T为任务时间，Cⁱ(t)表示管网系统在第t天不能满足需求的程度，其计算公式为Xⁱ(t)和Dⁱ(t)分别是第t天天然气管网供给第i个需求点的供气量以及第i个需求点的需求量。

4.根据权利要求3所述的基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，根据目标天然气管网的需求侧分析获得用户需求预测模型包含：

根据目标天然气管网的需求侧各用户的需求波动性特征，采用时间序列模型、支持向量机和长短期记忆人工神经网络模型中的一种构建用气需求预测模型。

5.根据权利要求4所述的基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，根据目标天然气管网的需求侧分析获得用户分级结果：

基于用户用气数据，采用气量、波动和用气习惯指标分析用户用气特性，确定各用户需求保障属性；

根据各用户需求保障属性将用户分为完全保障用户，可少量压减用户、可压减用户和可中断用户。

6.根据权利要求5所述的基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，通过基于交叉熵的时序蒙特卡洛方法对管网的状态转移过程进行抽样，获得时序状态转移序列还包含：

利用迭代学习的方式最小化交叉熵获得概率密度；

根据所述概率密度抽样状态转移过程获得时序状态转移序列。

7.根据权利要求6所述的基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，其特征在于，根据各需求点所含用户的用气特性和所述时序状态转移序列计算结果获得状态转移后目标天然气管网的供气量供气量包含：

根据目标天然气管网的拓扑结构和用户用气特性构建管网供气目标函数、管网流量约束函数、管网压力约束函数和管网水力约束函数；

根据所述管网供气目标函数、所述管网流量约束函数、所述管网压力约束函数和所述管网水力约束函数，并考虑失效对管网供气能力影响计算获得管网流量分配数据，即状态转移后目标天然气管网的供气量。