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龙图腾网获悉四川大学申请的专利一种气电耦合信息物理系统多目标可靠性协同提升方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121257343B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511825484.8，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权一种气电耦合信息物理系统多目标可靠性协同提升方法是由臧天磊;李丝婷;李创芝;冉励搏;贺科崴;余澜设计研发完成，并于2025-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种气电耦合信息物理系统多目标可靠性协同提升方法在说明书摘要公布了：本发明涉及综合能源系统安全运行技术领域，公开了一种气电耦合信息物理系统多目标可靠性协同提升方法。首先考虑天然气系统、信息系统加入的影响，构建了一套可靠性分析指标体系。为了充分考虑信息系统加入对气电耦合系统可靠性的影响，引入修正因子对元件故障率和平均修复时间进行修正。接着，建立气电耦合信息物理系统可靠性协同提升模型，目标函数为表征系统能量损失程度的供缺期望函数以及通过可靠性相关参数表征的惩罚成本函数；最后利用非支配排序遗传算法对系统可靠性协同提升模型进行了求解。本发明分别从提高系统可靠性和降低其所需成本两个角度优化系统，使气电耦合信息物理系统性能和可靠性得到有效提升。

本发明授权一种气电耦合信息物理系统多目标可靠性协同提升方法在权利要求书中公布了：1.一种气电耦合信息物理系统多目标可靠性协同提升方法，其特征在于，包括三个阶段： 第一阶段：对气电耦合信息物理系统可靠性进行建模，包括： 步骤1.1：根据气电耦合信息物理系统拓扑结构，以及线路、管道参数和负荷数据，建立气电耦合信息物理系统模型； 步骤1.2：考虑天然气系统加入及信息系统故障或遭到网络攻击时对气电耦合信息物理系统控制的影响，建立反映信息物理耦合的广义可靠性指标； 步骤1.3：考虑线路或管道的重要程度、元件故障类型和故障影响、系统安全要求、元件故障恢复时间和恢复措施的因素影响，设置各线路、管道可靠性修正因子，来修正故障率和平均修复时间； 第二阶段：进行初始可靠性分析，定义可靠性协同提升问题的两个目标函数； 步骤2.1：考虑气电耦合信息物理系统中，信息系统加入对各负荷节点故障率和平均修复时间产生的影响，并根据设定的修正因子作进一步修正； 步骤2.2：对气电耦合信息物理系统元件故障场景进行蒙特卡洛抽样，计算初始系统可靠性指标； 步骤2.3：明确定义多目标协同提升问题，建立气电耦合信息物理系统可靠性协同提升模型，包括提升的两个目标函数、决策变量、约束条件； 第三阶段：利用非支配排序遗传算法对气电耦合信息物理系统可靠性协同提升模型进行求解； 步骤2.3中，气电耦合信息物理系统可靠性协同提升模型的目标函数为最小化系统惩罚成本函数和最小化系统能量损失，具体表示如下： 6； 7； 式中，为平均修复时间，、分别为通过可靠性相关参数表征的惩罚成本函数、表征系统能量损失程度的供缺期望函数；表示修正前的故障率；为电负荷节点数；为天然气负荷节点数； 其中，惩罚成本函数定义如下： 10； 式中，表示修正后故障率的总惩罚，定义如下： 11； 式中，表示修正后电负荷点i的初始故障率；表示修正后电负荷点i的当前故障率；表示修正后电负荷点i最小可达故障率；表示修正后天然气负荷点j的初始故障率；表示修正后天然气负荷点j的当前故障率；表示修正后天然气负荷点j最小可达故障率； 表示修正后平均修复时间的总惩罚，定义如下： 12； 式中，表示修正后电负荷点i的初始平均修复时间；表示修正后电负荷点i的当前平均修复时间；表示修正后电负荷点i最小可达平均修复时间；表示修正后天然气负荷点j的初始平均修复时间；表示修正后天然气负荷点j的当前平均修复时间；表示修正后天然气负荷点j最小可达平均修复时间； 供缺期望函数定义如下： 17； 式中，表示由于物理元件故障直接导致的系统能量缺额的期望值；表示由于信息元件故障引起控制失效而间接导致的系统能量缺额的期望值；表示由于网络攻击引起的控制失效而导致的系统能量缺额的期望值；表示电力或天然气负荷点l遭受网络攻击的概率；表示电力或天然气负荷点l遭受网络攻击的概率；n表示载荷点数； 约束条件如下： 1不等式约束广义系统供能不足频率指标GSAIFI如下： 18； 2不等式约束广义系统供能不足持续时间指标GSAIDI如下： 19； 3不等式约束广义供能可用率指标GASAI如下： 20； 4对各负荷点的故障率进行不等式约束，具体表示如下： 21； 5对各负荷点平均修复时间的不等式约束，具体表示如下： 22； 6关于修正因子的不等式约束，具体表示如下： 23； 式中，GSAIFI,d、GSAIDI,d和GASAI,d分别为GSAIFI、GSAIDI和GASAI的期望值阈值；，；表示修正前电负荷点i的初始故障率；表示修正前电负荷点i的当前故障率；表示修正前电负荷点i最小可达故障率；表示修正前电负荷点i的初始平均修复时间；表示修正前电负荷点i的当前平均修复时间；修正前电负荷点i最小可达平均修复时间；表示修正前天然气负荷点j的初始故障率；表示修正前天然气负荷点j的当前故障率；表示修正前天然气负荷点j最小可达故障率；表示修正前天然气负荷点j的初始平均修复时间；表示修正前天然气负荷点j的当前平均修复时间；表示修正前天然气负荷点j最小可达平均修复时间；和表示电负荷点i的初始修正因子；和表示电负荷点i的当前修正因子；和表示电负荷点i所能达到的最小修正因子；和表示天然气负荷点j的初始修正因子；和表示天然气负荷点j的当前修正因子；和表示天然气负荷点j可实现的最小修正因子。

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