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专利号: 2021107572209
申请人: 山西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,获取多条影响综合能源输送路径正常工作的实时指标信息,能源输送路径包括输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道;

步骤2,专家在线评估所述多个实时指标的信息,得到影响正常运行的各实时指标权重信息和脆弱性评分表;

步骤3,将所述各实时指标权重信息和脆弱性评分表处理,得到各实时指标综合评估值;

步骤4,对所述各实时指标综合评估值和评语集的标准值进行比较,计算当前能源输送路径的脆弱性水平等级,遵循索引规则收寻数个初步能源路径切换方案;

步骤5,根据所述的数个初步能源路径切换方案,相应的计算多个切换成本;

步骤6,从切换成本中选取最小切换成本,确定最优能源路径切换方案并将其映射到综合能源切换系统被控对象的拓扑结构中。

2.根据权利要求1所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法,其特征在于,所述步骤4中索引规则为优先检索输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道、天然气氢气共用管道的脆弱性水平,然后对分布式能源设备的脆弱性水平进行检索,最后检索各分布式能源的出力情况。

3.根据权利要求1所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法,其特征在于,所述步骤4中初步能源路径切换方案包括能源传输路径组合、能源传输配比组合、传输的能量功率以及切换时的路径损耗。

4.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法,其特征在于,所述能源传输路径组合的数学模型根据输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道的实际长度建立,具体如下:T(k)=aSE(k)+bSH(k)+cSG(k)‑dSGH(k);

其中,a、b、c分别为输送路径中电、氢、气通道配比系数,d为气、氢共用管道配比系数,T(k)为第k个初步能源切换方案的路径组合,SE(k)、SH(k)、SG(k)分别为输电线路、氢气输送管网和天然气输送管道实际长度,SGH(k)为天然气氢气共用管道实际长度;

所述输送路径中电、氢、气通道配比系数和气、氢共用管道配比系数满足下面关系:a+b+c‑d=1。

5.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法,其特征在于,所述能源传输配比组合的数学模型根据输电线路、氢气输送管网、天然气输送管道和天然气氢气共用管道的实际通道数建立,具体如下:P(k)=aBE(k)+bBH(k)+cBG(k)‑dBGH(k);

其中,P(k)为第k个初步能源切换方案的路径组合,BE(k)、BH(k)、BG(k)分别为输电线路、氢气输送管网和天然气输送管道实际通道数,BHG(k)为天然气氢气共用管道实际通道数,a、b、c分别为输送路径中电、氢、气通道配比系数,d为气、氢共用管道配比系数;

所述输送路径中电、氢、气通道配比系数和气、氢共用管道配比系数满足下面关系:a+b+c‑d=1。

6.根据权利要求3所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换方法,其特征在于,所述步骤5中切换成本由传输的能量功率和对应的电路损耗与氢气、天然气的体积和对应的管道损耗计算得到,包括输电线路切换成本、氢气管网切换成本、天然气管道切换成本和天然气氢气共用管道切换成本;

所述输电线路切换成本采用下式来计算得到:EQ(k)=l×XP(k)+(1‑l)×XS(k);

其中,l为权重系数,根据实际需求确定;EQ(k)为第k个初步能源切换方案的输电线路切换成本,XP(k)为传输的电能功率,XS(k)为切换的输电线路损耗。

所述氢气管网切换成本采用下式来计算得到:HQ(k)=l×XP,H(k)+(1‑l)×XS,H(k);

其中,l为权重系数,根据实际需求确定;HQ(k)为第k个初步能源切换方案的氢气管网切换成本,XP,H(k)为传输的氢气功率,XS,H(k)为切换的氢气管网损耗。

所述天然气管道切换成本采用下式来计算得到:GQ(k)=l×XP,G(k)+(1‑l)×XS,G(k);

其中,l为权重系数,根据实际需求确定;GQ(k)为第k个初步能源切换方案的天然气管道切换成本,XP,G(k)为传输的天然气功率,XS,G(k)为切换的天然气管道损耗;

所述天然气氢气共用管道切换成本采用下式来计算得到:GHQ(k)=l×XP,GH(k)+(1‑l)×XS,GH(k);

其中,l为权重系数,根据实际需求确定;GHQ(k)为第k个初步能源切换方案的天然气氢气共用管道切换成本,XP,GH(k)为传输的天然气氢气功率总和,XS,GH(k)为切换的天然气氢气共用管道损耗。

7.一种用于执行权利要求1至6任一项所述方法的考虑输送路径脆弱性的综合能源切换系统,其特征在于,包括信息采集装置、上位机、控制装置;

所述上位机包括处理单元、存储单元、比较单元;所述信息采集装置与处理单元的第一输入端连接;所述处理单元的输出端与存储单元的第一输入端连接,所述存储单元的第一输出端与比较单元的输入端连接,所述比较单元的第一输出端与存储单元的第二输入端连接,所述存储单元的第二输出端与处理单元的第二输入端连接;

所述信息采集装置用于获取影响综合能源输送路径正常工作的实时指标;

所述处理单元用于整合专家在线评估多个实时指标的权重信息和脆弱性评分表,计算得到各实时指标综合评估值;

所述比较单元用于比较各实时指标综合评估值和评语集的标准值,得出当前输送路径的脆弱性水平,遵循索引规则收寻数个初步能源路径切换方案;

所述存储单元用于存放评语集的标准值、初步能源路径切换方案以及其余单元运算时的数据信息;

所述控制装置包括逻辑运算单元、输电线路投切单元、输送管道投切单元和分布式能源出力控制单元,所述逻辑运算单元的输入端与比较单元的第二输出端连接,用于接收数个初步能源路径切换方案,根据数个初步能源路径切换方案,相应的计算多个切换成本值,在计算的多个切换成本值中选择最小切换成本值,最终确定初步能源路径切换方案;

所述逻辑运算单元的输出端分别与输电线路投切单元、输送管道投切单元和分布式能源出力控制单元连接,所述输电线路投切单元、输送管道投切单元和分布式能源出力控制单元将最终确定的最优初步能源路径切换方案映射到综合能源切换系统被控对象的拓扑结构中。

8.根据权利要求7所述的一种考虑输送路径脆弱性的综合能源切换系统,其特征在于,还包括显示装置,所述显示装置与比较单元的第三输出端连接,用来直观的显示当前每一条输送路径的脆弱性水平。