[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

说明书

本发明公开了一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法。首先，针对信息层不确定性对物理层的影响，确定电网信息物理系统元件的马尔可夫过程，获得并利用元件微分方程组求解各个元件的状态概率分布。建立各个元件的Lz变换函数。根据系统连接情况确定整个多状态系统的Lz变换函数模型。之后，利用K‑means聚类算法处理系统Lz变换函数模型。最后，确定电力需求的马尔可夫过程，获得并利用需求微分方程组求解电力需求的状态概率分布，从而确定需求的Lz变换函数。最终实现可靠性参数的计算。本发明考虑了引入信息层不确定后对电网信息物理系统安全稳定供电影响，能够更好提高多状态电网信息物理系统可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域的一种电网信息物理系统可靠性提高方法，具体涉及了一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法。

背景技术

随着电力网络和信息网络间的耦合越来越密切，能量流和信息流之间的相互作用愈加频繁，电网信息物理系统网络体系成为智能电网及能源互联网的发展方向和表现形式。电网信息物理系统是指通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建一次电网系统与信息通信系统中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统，实现系统内电力资源配置和电力运行的按需响应、动态优化。然而，信息层引入不确定风险因素对电力系统安全稳定供电带来负面影响，信息层和物理层耦合构成多状态复杂系统，常规电力系统可靠性计算不能够满足需求，亟需一种多状态电网信息物理系统可靠性提高方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于Lz变换的多状态电网信息物理系统可靠性提高方法，其考虑了在信息层引入不确定风险因素对电力系统安全稳定供电带来的影响，能够更加准确地对电网信息物理系统进行可靠性计算，从而实现电网信息物理系统可靠性的提高。

对此，本发明采用如下的技术方案：

本发明包括以下步骤：

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，基于可靠性参数提高系统的可靠性。

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。

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。

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：