[发明专利]基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法

权利要求书

1.一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：考虑信息层不确定性对物理层的影响，确定多状态电网信息物理系统中各个元件的马尔可夫过程，从而获得元件状态概率微分方程组，对元件状态概率微分方程组求解后获得各个元件的状态概率；

步骤2：对各个元件的状态概率进行Lz变换，获得各个元件对应的Lz变换函数；

步骤3：根据多状态电网信息物理系统各个元件的连接情况，对各个元件的Lz变换函数进行运算，获得多状态电网信息物理系统的初始Lz变换函数模型；

步骤4：利用K-means聚类算法对初始Lz变换函数模型进行聚类，获得聚类后的Lz变换函数模型；

步骤5：确定电力需求的马尔可夫过程，从而获得需求状态概率微分方程组，对需求状态概率微分方程组进行求解后获得电力需求的状态概率，从而确定电力需求对应的Lz变换函数；

步骤6：对聚类后的Lz变换函数模型及电力需求的Lz变换函数进行运算后，获得系统-需求Lz变换函数模型，再基于系统-需求Lz变换函数模型计算多状态电网信息物理系统的可靠性参数，基于可靠性参数对系统的可靠性进行提高。

2.根据权利要求1所述的一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其特征在于，所述步骤1中元件微分方程组的公式如下：

其中，a_ij(t)表示t时刻元件从状态i转移至状态j的转移密度系数；p_i(t)表示t时刻元件处于状态i的概率，K表示元件的状态总数。

3.根据权利要求1所述的一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其特征在于，所述步骤1中，根据各个元件的状态初始条件求解各个元件对应的状态概率。

4.根据权利要求1所述的一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其特征在于，所述步骤3中，利用通用生成算子对各个元件的Lz变换函数进行复合运算，获得多状态电网信息物理系统的初始Lz变换函数模型，初始Lz变换函数模型的公式如下：

其中，Lz{G(t)}表示t时刻系统的初始Lz变换函数值；Kg表示系统状态个数，其值等于系统中所有元件状态个数的累积；n表示初始系统状态序号，n＝1,…,Kg；p_gn(t)表示系统t时刻处于状态n的概率；g_n表示系统处于状态n的性能取值；z为Lz变换函数的自变量，为系统处于状态n的性能取值g_n的Lz变换函数性能分量项。

5.根据权利要求1所述的一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其特征在于，所述步骤5中，电力需求t时刻的随机过程W(t)共有Kw个状态，满足W(t)∈{w₁,...,w_Kw}，电力需求对应的Lz变换函数的公式如下：

其中，Lz{W(t)}表示t时刻电力需求的Lz变换函数值；p_wm(t)为电力需求t时刻处于状态m的概率；w_m为电力需求处于需求状态m的取值，为电力需求处于需求状态m的取值w_m的Lz变换函数性能分量项。

6.根据权利要求1所述的一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其特征在于，所述步骤6具体为：

6.1：利用通用生成算子对聚类后的Lz变换函数模型及电力需求的Lz变换函数进行复合运算，获得系统-需求Lz变换函数模型，公式为：

其中，Lz{Y(t)}表示t时刻系统-需求Lz变换函数值；k表示K-means聚类中心个数；q表示聚类后系统状态序号，q＝1,…,k；p_gkq(t)表示系统处于聚类后系统状态q的概率；gk_q表示系统处于聚类后系统状态q的性能取值，p_wm(t)为电力需求t时刻处于状态m的概率，w_m为电力需求处于需求状态m的取值，为系统处于聚类后系统状态q的性能取值gk_q减去电力需求处于需求状态m的取值w_m后为gk_q-w_m的Lz变换函数性能分量项；

6.2：基于系统-需求Lz变换函数模型Lz{Y(t)}计算多状态电网信息物理系统的瞬时可用度，计算公式如下：

其中，A(t)表示t时刻系统的瞬时可用度，S是系统处于聚类后状态q的性能取值gk_q和电力需求处于需求状态m时取值w_m满足条件gk_q-w_m≥0的集合；

6.3：基于系统-需求Lz变换函数模型Lz{Y(t)}计算多状态电网信息物理系统的瞬时性能不足，计算公式如下：

其中，D(t)表示t时刻系统的瞬时性能不足，min()表示取最小值操作。