基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法及装置

本申请涉及数据处理，具体地涉及一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法、装置、存储介质及处理器。

背景技术：

1、目前，环境污染防治的不断推进迫使清洁低碳、安全高效的能源体系的构架成为各国能源转型争相发展的重点。综合能源系统可以打破原有各能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，通过对不同能源系统进行整体上的协调、配合和优化，进而实现高效、低污染的能源整合化利用。

2、然而，各类可再生能源、间歇性能源和负荷的接入导致原电网、气网、热网等独立能源子系统频繁地转换工作条件，会导致综合能源系统异常运行，甚至运行出现故障而停止运行。在现有技术中，综合能源系统发生故障时，需要对综合能源系统进行故障排查，排查的范围过大，若没能够及时排查出引发综合能源系统异常的能源子系统，综合能源系统会持续处于故障状态，使得综合能源系统运行的效率低下。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法、装置、存储介质及处理器，用以解决现有技术中综合能源系统运行的效率低下的问题。

2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，包括：

3、在综合能源系统按照任意一个运行模式运行时，获取综合能源系统中每个能源子系统在预设时间段内的故障数据；

4、针对综合能源系统中的任意两个能源子系统，根据两个能源子系统的故障数据确定两个能源子系统之间的关联规则参数；

5、根据两个能源子系统之间的关联规则参数构建综合能源系统在运行模式下的路径网络；

6、针对路径网络中的多个关联节点，确定每个关联节点的度中心性、间性中心度以及紧密性中心度；

7、根据每个关联节点的度中心性、间性中心度以及紧密性中心度从路径网络的全部关联节点中确定出多个脆弱节点；

8、将多个脆弱节点所对应的能源子系统确定为在运行模式下对综合能源系统运行存在威胁的目标能源子系统。

9、在本申请实施例中，关联规则参数包括支持度、置信度和提升度，根据两个能源子系统之间的关联规则参数构建综合能源系统在运行模式下的路径网络包括：在两个能源子系统之间的支持度、置信度和提升度均大于对应的预设数值的情况下，将两个能源子系统中的每个能源子系统均作为一个关联节点；基于两个能源子系统之间的关联规则参数将对应的两个关联节点进行关联，以得到与两个能源子系统对应的关联边；根据与综合能源系统对应的多个关联边构建综合能源系统在运行模式下的路径网络。

10、在本申请实施例中，方法还包括：针对路径网络中的每个关联节点，根据关联节点的度中心性确定关联节点的局部聚类系数；将全部关联节点的局部聚类系数的平均值确定为路径网络的平均聚类系数；根据平均聚类系数确定综合能源系统在运行模式下的脆弱程度。

11、在本申请实施例中，局部聚类系数通过公式(1)确定：

12、

13、其中，ci是指第i个关联节点的局部聚类系数，x是指从关联节点i至关联节点y的关联路径中的任意一个关联节点，di是指关联节点i的度数，aiy是指关联节点i和关联节点y的邻接矩阵，ayx是指关联节点x和关联节点y的邻接矩阵，axi是指关联节点i和关联节点x的邻接矩阵。

14、在本申请实施例中，度中心性通过公式(2)确定：

15、

16、其中，di是指第i个关联节点的度数，n是指关联节点的总数量，aij是指第i个关联节点和第j个关联节点的邻接矩阵。

17、在本申请实施例中，间性中心度通过公式(3)确定：

18、

19、其中，bi是指第i个关联节点的间性中心度，是指从关联节点s到关联节点t的所有关联路径中包含第i个关联节点的路径数量，lst是指包含第s个关联节点和第t个关联节点的最短关联路径的数量。

20、在本申请实施例中，紧密性中心度通过公式(4)确定：

21、li＝n/∑jdij   (4)

22、其中，li是指第i个关联节点的紧密性中心度，n是指关联节点的总数量，dij是指从第i个关联节点到第j个关联节点的路径长度。

23、本申请第二方面提供一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析装置，包括：

24、存储器，被配置成存储指令；以及

25、处理器，被配置成从存储器调用指令以及在执行指令时能够实现上述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析的方法。

26、本申请第三方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法。

27、本申请第四方面提供一种处理器，被配置成执行上述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法。

28、通过上述技术方案，能够基于综合能源系统在运行模式下的路径网络确定出对综合能源子系统存在威胁的目标能源子系统，从而能够提前对存在威胁的目标能源子系统进行维护，提高在综合能源系统发生故障时的故障排查效率，避免综合能源系统处于故障状态的时间过长，大幅度提高综合能源系统运行的效率。

29、本申请实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述综合能源系统包括多个能源子系统，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述关联规则参数包括支持度、置信度和提升度，所述根据所述两个能源子系统之间的关联规则参数构建所述综合能源系统在所述运行模式下的路径网络包括：

3.根据权利要求1所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述局部聚类系数通过公式(1)确定：

5.根据权利要求1或4所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述度中心性通过公式(2)确定：

6.根据权利要求1所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述间性中心度通过公式(3)确定：

7.根据权利要求1所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法，其特征在于，所述紧密性中心度通过公式(4)确定：

8.一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至7中任一项所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法。

10.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至7中任意一项所述的基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法。

技术总结
本申请实施例提供一种基于数据驱动的综合能源系统脆弱性动态分析方法及装置。方法包括：在综合能源系统按照任意一个运行模式运行时，获取每个能源子系统在预设时间段内的故障数据；针对任意两个能源子系统，根据两个能源子系统的故障数据确定两个能源子系统之间的关联规则参数；根据两个能源子系统之间的关联规则参数构建综合能源系统在运行模式下的路径网络；针对路径网络中的多个关联节点，根据确定的每个关联节点的度中心性、间性中心度以及紧密性中心度从路径网络的全部关联节点中确定出多个脆弱节点；将多个脆弱节点所对应的能源子系统确定为在运行模式下对综合能源系统运行存在威胁的目标能源子系统，以提高综合能源系统运行的效率。

技术研发人员：何倩,张丽,彭世亮,苏怀
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27