气电耦合系统风险评估方法、装置、电子设备和存储介质与流程

技术特征：
1.一种气电耦合系统风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：设置气电耦合系统中每个元件的平面坐标(x，y)和时间坐标t；根据不同所述平面坐标和时间坐标下对应的温度t和风速v，确定任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件；根据所确定的任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件，进行综合能流计算，得到气电耦合系统运行的状态量，其中所述状态量包括节点压力、管道流量、母线电压、线路功率和失负荷；设置所述气电耦合系统运行的状态量越限指标；根据所述状态量越限指标，确定系统安全指标；根据所述系统安全指标，确定系统风险指标，根据所述系统风险指标，对所述气电耦合系统进行风险评估。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据不同所述平面坐标和时间坐标下对应的温度t和风速v，确定任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件，包括以下步骤：气源的质量流量m的上限设定如下式：其中t0为基准温度，t为当前温度，为基准温度t0下气源的质量流量上限，k
s
为反映随t的变化程度的常数；输气管道的故障概率设定如下式：λ
gl
＝λ
gl0
k
gl
(t-t0)其中λ
gl
为输气管道故障概率，λ
gl0
为基准温度t0下管道的故障概率，k
gl
为反映λ
gl
随t的变化程度的常数；常规气负荷的质量流量设定如下式：m
gd
＝m
gd0
k
gd
(t-t0)其中m
gd
为常规气负荷质量流量，m
gd0
为基准温度t0下管道的质量流量上限，k
gd
为反映m随t的变化程度的常数；电力传输线的故障概率设定如下式：其中λ
el
为电力传输线故障概率，v为当前风速，v
d
为一速度基准，l为线路长度，a、b都是由线路规格和实际运行数据得出的常数；电力负荷的有功负荷设定为：p
′
＝p
ed0
k
ed
(t-t0)其中p
′
为有功负荷，p
ed0
为基准温度t0下的有功负荷，k
ed
为反映p
′
随t的变化程度的常数。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置所述气电耦合系统运行的状态量越限指标，包括以下步骤：设置所述节点压力和母线电压的越限指标pi
node
如下：
其中，i为节点压力和母线电压编号，x
i
为节点压力和母线电压，为其上限约束，x
i
为其下限约束，w
i
为一权重系数；设置所述管道流量和线路功率的越限指标pi
branch
如下：其中，l为管道流量和线路功率编号，x
l
为管道流量和线路功率，为x
l
的上限约束，w
l
为权重系数；设置所述失负荷的越限指标pi
load
如下：其中，j为节点编号，为节点j的预期负荷，x
j
为节点j的实际负荷，w
j
为节点j的权重系数，ε为扩大系数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述状态量越限指标，确定系统安全指标，包括以下步骤：将所述节点压力和母线电压的越限指标pi
node
、管道流量和线路功率的越限指标pi
branch
和失负荷的越限指标pi
load
加权求和，如下：pi＝w
n
*pi
node
w
b
*pi
branch
w
d
*pi
load
其中，w
n
、w
b
、w
d
分别为节点、支路、失负荷指标对应的权重系数，pi为系统安全指标，从而确定系统安全指标。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统安全指标，确定系统风险指标，包括以下步骤：设所述气电耦合系统支路i的故障概率为λ
i
，则有：其中，s表示所述气电耦合系统的状况，p(s)为状况s发生的概率；根据所述系统安全指标pi和状况s发生的概率p(s)，确定系统风险指标：其中，ri(t)为所述系统风险指标，s表示所述气电耦合系统的状况，t为时间坐标，pi(s，t)为状况s下所述系统在时间t的系统安全指标，p(s)为状况s发生的概率。
6.一种气电耦合系统风险评估装置，其特征在于，包括：参数和边界条件确定模块，用于设置气电耦合系统中每个元件的平面坐标(x，y)和时间坐标t；根据不同所述平面坐标和时间坐标下对应的温度t和风速v，确定任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件；越限指标设置模块，用于根据所确定的任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件，进行综合能流计算，得到气电耦合系统运行的状态量，其中所述状态量包括节点压力、管道流量、母线电压、线路功率和失负荷；设置所述气电耦合系统运行的状态量越限指标；风险评估模块，用于根据所述状态量越限指标，确定系统安全指标；根据所述系统安全指标，确定系统风险指标，根据所述系统风险指标，对所述气电耦合系统进行风险评估。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参数和边界条件确定模块，具体用于：设置气电耦合系统中每个元件的平面坐标(x，y)和时间坐标t；气源的质量流量m的上限设定如下式：其中t0为基准温度，t为当前温度，为基准温度t0下气源的质量流量上限，k
s
为反映随t的变化程度的常数；输气管道的故障概率设定如下式：λ
gl
＝λ
gl0
k
gl
(t-t0)其中λ
gl
为输气管道故障概率，λ
gl0
为基准温度t0下管道的故障概率，k
gl
为反映λ
gl
随t的变化程度的常数；常规气负荷的质量流量设定如下式：m
gd
＝m
gd0
k
gd
(t-t0)其中m
gd
为常规气负荷质量流量，m
gd0
为基准温度t0下管道的质量流量上限，k
gd
为反映m随t的变化程度的常数；电力传输线的故障概率设定如下式：其中λ
el
为电力传输线故障概率，v为当前风速，v
d
为一速度基准，l为线路长度，a、b都是由线路规格和实际运行数据得出的常数；电力负荷的有功负荷设定为：p
′
＝p
ed0
k
ed
(t-t0)其中p
′
为有功负荷，p
ed0
为基准温度t0下的有功负荷，k
ed
为反映p
′
随t的变化程度的常数。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述越限指标设置模块，具体用于：根据所确定的任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件，进行综合能流计算，得到气电耦合系统运行的状态量，其中所述状态量包括节点压力、管道流量、母线电压、线路功率和失负荷；设置所述节点压力和母线电压的越限指标pi
node
如下：
其中，i为节点压力和母线电压编号，x
i
为节点压力和母线电压，为其上限约束，x
i
为其下限约束，w
i
为一权重系数；设置所述管道流量和线路功率的越限指标pi
branch
如下：其中，l为管道流量和线路功率编号，x
l
为管道流量和线路功率，为x
l
的上限约束，w
l
为权重系数；设置所述失负荷的越限指标pi
load
如下：其中，j为节点编号，为节点j的预期负荷，x
j
为节点j的实际负荷，w
j
为节点j的权重系数，ε为扩大系数。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述风险评估模块，具体用于：将所述节点压力和母线电压的越限指标pi
node
、管道流量和线路功率的越限指标pi
branch
和失负荷的越限指标pi
load
加权求和，如下：pi＝w
n
*pi
node
w
b
*pi
branch
w
d
*pi
load
其中，w
n
、w
b
、w
d
分别为节点、支路、失负荷指标对应的权重系数，pi为系统安全指标，从而确定系统安全指标；设所述气电耦合系统支路i的故障概率为λ
i
，则有：其中，s表示所述气电耦合系统的状况，p(s)为状况s发生的概率；根据所述系统安全指标pi和状况s发生的概率p(s)，确定系统风险指标：其中，ri(t)为所述系统风险指标，s表示所述气电耦合系统的状况，t为时间坐标，pi(s，t)为状况s下所述系统在时间t的系统安全指标，p(s)为状况s发生的概率。10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一所述的气电耦合系统风险评估方法。
11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令执行时实现权利要求1-5任一所述的气电耦合系统风险评估方法。

技术总结
本发明公开了一种气电耦合系统风险评估方法、装置、电子设备和存储介质。包括：设置气电耦合系统中每个元件的平面坐标和时间坐标；根据不同平面坐标和时间坐标下对应的温度T和风速v，确定任意时刻下气电耦合系统的参数和边界条件，进行综合能流计算，得到气电耦合系统运行的状态量；设置所述气电耦合系统运行的状态量越限指标；根据所述状态量越限指标，确定系统安全指标；根据所述系统安全指标，确定系统风险指标并据此进行风险评估。能够有效辨识极端天气下气电耦合系统的薄弱环节，预测系统运行风险随时间的变化趋势，在极端天气情况下对系统风险进行有效而准确的评估，对于极端天气下保证电力系统安全运行具有重要参考价值。值。值。


技术研发人员：郭庆来 王卫 孙宏斌 宫成 王彬 潘昭光 于丰硕
受保护的技术使用者：国网北京市电力公司 国家电网有限公司
技术研发日：2022.03.19
技术公布日：2022/7/21