CN102938106B - 基于电网停电计划的主网n-1风险评估方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于电网停电计划的主网N‑1风险评估方法，包括步骤：获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据；根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据生成新电网拓扑；通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备；遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应设备的为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果。本发明的应用可以大量节省人力，同时分析结果准确，大大提高了停电计划审批效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法和系统。
背景技术
随着电力业务的不断发展，各电力业务系统也在不断的完善，现有的较成熟的电力业务系统有主网EMS系统(能量管理系统)、配网GIS系统、主网资产系统、主网生产系统、计量自动化系统等等，这些电力业务系统存储了电网运行的各种数据。随着电力业务的发展，应用业务集成、一体化平台及统一门户已经成为趋势，如何充分利用这些电力业务系统中存储的海量数据以获取更好的应用效果，为营销业务管理带来了变革，为取得了显著的经济效益和社会效益仍面临着新的挑战。
另外，安全是电网运行永恒的主题，随着电网网络结构和硬件设施的不断完善，对配电网的供电可靠性要求也在不断地提高。按照电网稳定导则的有关定义，N-1准则是指电网正常运行方式下电力系统中任意一元件(如线路、发电机、变压器等)无故障或因故障断开后，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。N-1准则包含两层含义：一是保证电网的稳定；二是保证用户得到符合质量要求的连续供电。电力系统中单一元件无故障断开后，直接影响其静态稳定和电压稳定，使正常输变电能力受到限制，其中以发电机组和输电线路停运较为明显，尤其是单电源线路或单台主变压器供电的变电站，当线路或变压器停电检修时影响最直接。
为了保证电网的运行安全，有效提高电网的持续供电能力，如何应对电网停电时，由于设备故障发生可能造成的电网风险，如何实现提前预知，有效评估，都是电网人员需要关注的问题。目前应对电网停电时的电网风险分析还停留在人工依据经验进行操作层面，效率低、成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法和系统，应对电网停电时，对设备故障发生可能造成的电网风险进行评估，操作简便、易实现。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法，包括如下步骤：
获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据；
根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑；
通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备；
遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应设备的为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果。
一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统，包括如下步骤：
采集模块，用于获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据；
仿真模块，用于根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑；
故障集建立模块，用于通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备；
分析模块，用于遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应设备的为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果；
显示模块，用于显示所述分析结果。
依据上述本发明的方案，其在获取了停电计划安排信息、电网拓扑、设备台账信息后，可以根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑，再通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应元件的为假想故障元件在新电网拓扑中进行假想故障分析。本发明可以大量节省人力，同时分析结果准确，大大提高了停电计划审批效率。
附图说明
图1为本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法实施例的流程示意图；
图2为本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统实施例的结构示意图；
图3为图2中的分析模块的细化结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
参见图1所示，为本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法实施例的流程示意图。如图1所示，本实施例中的基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法包括如下步骤：
步骤S101：获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据，进入步骤S102，其中，电网拓扑包括主网设备拓扑信息和配网设备拓扑信息，设备台账信息又分为主网台账信息和配网台账信息，停电计划数据可以从主网生产系统中获取，主网设备拓扑信息一般是从主网EMS系统获取，配网设备拓扑信息可以是从配网GIS系统获取，主网台账信息可以从主网资产系统获取，配网台账信息一般从配网GIS系统中获取；
步骤S102：根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑，进入步骤S103，一般是根据停电计划数据在电网拓扑上进行运行方式转换，形成一个新电网拓扑，由当前的停电计划还未执行，所生此步骤一般通过模拟操作实现；
步骤S103：通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备，进入步骤S104，其中，预设条件可以根据实际情况设定，一般是要至少是新网络拓扑中对应的设备，另外，一般选主变压器作为假想故障集中的元素；
步骤S104：遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应设备的为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果。
据此，依据本实施例中的方案，其在获取了停电计划安排信息、电网拓扑、设备台账信息后，可以根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑，再通过设备台账信息以及新电网拓扑建立假想故障集，遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应元件的为假想故障元件在新电网拓扑中进行假想故障分析。一方面通过将各业务系统的大量数据进行集成、统计分析，实现了业务数据的共享，另一方面通过电网拓扑模拟转换，分析若以当前采集到的用电计划数据进行设备转供电后会出现假想故障的情况进行提醒，可以有效辅助电网的停电专职、调度审批人员进行决策，大大提高了停电计划的审批效率，同时可以有效的避免主网风险的发生。
其中，上述的假想故障分析可以有不同的实现方式，但一般的实现方式主要包括主网风险等级评估、损失负荷分析、影响变电站分析三方面中的一方面或者多方面。下面详细对这三个方面进行详细分析。
在其中一个实施例中，主网风险等级评估具体实现过程可以是：获取各种电网运行风险对应的后果值和概率值，根据风险值等于对应的后果值乘以概率值确定各种电网运行风险的风险值，并根据所述风险值确定电网运行风险的风险等级。其中，电网运行风险一般包括基准风险和基于问题的风险，基准风险是指电网正常运行情况下较长时间存在的风险，基于问题的风险是指系统实验、设备检修、设备异常等非正常或特定情况下一定时期内存在的风险；对这些电网运行风险进行量化，具体是各种电网运行风险分别对应一个后果值和一个概率值，而把对应的后果值和概率值的乘积作为对应电网运行风险的风险值；同时，等级划分是基于风险值的大小的。
在其中一个实施例中，损失负荷分析的具体过程可以是：获取准实时数据，根据所述准实时数据确定所述假想故障集中的各元素所对应设备负担的电网负荷，该设备负担的电网负荷也就是在该设备发生故障时电网损失的负荷。其中，准实时数据是从计量自动化系统中获取。
在其中一个实施例中，影响变电站分析的具体过程可以是：分别根据所述新电网拓扑分析在所述假想故障集中的各元素所对应设备故障所影响的变电站的数量。一般是在假设某设备故障，也就是断开该设备，通过拓扑分析获得影响的变电站数量。
在电网设计时，为了保证持续供电能力，一般需要考虑备自投策略，也就是，在设备发生故障时，备用进线自动投入运行，但这样有可能导致其他设备发生重载，因而，还需要对引起的重载情况进行分析，一般是通过拓扑分析方式得到，在此不予赘述。
实施例2
依据上述本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法，本发明还提供一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统。以下就基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统的具体实施例进行详细说明。
如图2所示，为本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统实施例的结构示意图，其包括：
采集模块201，用于获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据，这些数据信息可以通过数据接口从对应的业务系统中获取，其中，电网拓扑包括主网设备拓扑信息和配网设备拓扑信息，设备台账信息又分为主网台账信息和配网台账信息，停电计划数据可以从主网生产系统中获取，主网设备拓扑信息一般是从主网EMS系统获取，配网设备拓扑信息可以是从配网GIS系统获取，主网台账信息可以从主网资产系统获取，配网台账信息一般从配网GIS系统中获取；
仿真模块202，用于根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑，一般是根据停电计划数据在电网拓扑上进行运行方式转换，形成一个新电网拓扑，由当前的停电计划还未执行，所生此步骤一般通过模拟操作实现；
故障集建立模块203，用于通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备，其中，预设条件可以根据实际情况设定，一般是要至少是新网络拓扑中对应的设备，另外，一般选主变压器作为假想故障集中的元素；
分析模块204，用于遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应设备的为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果；
显示模块205，用于显示所述分析结果。
据此，依据本实施例中的方案，在采集模块201获取了停电计划安排信息、电网拓扑、设备台账信息后，仿真模块202可以根据电网拓扑以及停电计划安排信息生成新电网拓扑，故障集建立模块203通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，分析模块204遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应元件的为假想故障元件在新电网拓扑中进行假想故障分析获得分析结果，该分析结果可以通过显示模块205进行显示。一方面通过将各业务系统的大量数据进行集成、统计分析，实现了电力业务数据的共享与集成，另一方面通过电网拓扑模拟转换，分析若以当前采集到的用电计划数据进行设备转供电后会出现假想故障的情况进行提醒，可以有效辅助电网的停电专职、调度审批人员进行决策，大大提高了停电计划的审批效率，同时可以有效的避免主网风险的发生。
其中，上述的分析模块204可以实现不同的功能，但一般主要包括主网风险等级评估、损失负荷分析、影响变电站分析三种功能的中的一种或者多种。图3中示出了本发明的分析模块204的一个较佳示例的结构示意图。依据不同的考虑因素，在具体实现本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统时，可以包含图3中所示的全部，也可以只包含图3中所示的其中一部分，以下就针对其中的几个具体实施例进行详细说明。
在其中一个实施例中，分析模块204可以包括风险分析单元2041，风险分析单元2041用于获取各种电网运行风险对应的后果值和概率值，根据风险值等于对应的后果值乘以概率值确定各种电网运行风险的风险值，并根据所述风险值确定电网运行风险的风险等级。其中，电网运行风险一般包括基准风险和基于问题的风险，基准风险是指电网正常运行情况下较长时间存在的风险，基于问题的风险是指系统实验、设备检修、设备异常等非正常或特定情况下一定时期内存在的风险；对这些电网运行风险进行量化，具体是各种电网运行风险分别对应一个后果值和一个概率值，而把对应的后果值和概率值的乘积作为对应电网运行风险的风险值；同时，等级划分是基于风险值的大小的。
在其中一个实施例中，分析模块204还可以包括损失负荷分析单元2042，损失负荷分析单元2042用于获取准实时数据，根据所述准实时数据确定所述假想故障集中的各元素所对应设备负担的电网负荷，该设备负担的电网负荷也就是在该设备发生故障时电网损失的负荷，相应的，采集模块201还用于获取准实时数据。其中，准实时数据是从计量自动化系统中获取。
在其中一个实施例中，分析模块204还可以包括影响变电站分析单元2043，影响变电站分析单元2043用于分别根据所述新电网拓扑分析在所述假想故障集中的各元素所对应设备故障所影响的变电站的数量。一般是在假设某设备故障，也就是断开该设备，通过拓扑分析获得影响的变电站数量。
在电网设计时，为了保证持续供电能力，一般需要考虑备自投策略，也就是，在设备发生故障时，备用进线自动投入运行，但这样有可能导致其他设备发生重载，因而，本发明的基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统，还可以包括重载分析模块206，用于分析在所述假想故障集中的各元素所对应设备故障且在对应的备用进线自动投入运行时确定重载设备，一般是通过拓扑分析方式得到，在此不予赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据；
根据所述电网拓扑以及所述停电计划数据进行运方转换后生成新电网拓扑；
通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备；
遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应的设备为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果；
其中，所述假想故障分析包括电网风险等级分析，所述电网风险等级分析包括步骤：获取各种电网运行风险对应的后果值和概率值，根据风险值等于对应的后果值乘以概率值确定各种电网运行风险的风险值，并根据所述风险值确定电网运行风险的风险等级；
所述假想故障分析还包括损失负荷分析，所述损失负荷分析包括步骤：获取准实时数据，根据所述准实时数据确定所述假想故障集中的各元素所对应设备负担的电网负荷；
所述假想故障分析还包括影响变电站分析，所述影响变电站分析包括步骤：分别根据所述新电网拓扑确定若所述假想故障集中各元素所对应设备发生故障所影响的变电站的数量。
2.根据权利要求1所述的基于电网停电计划的主网N-1风险评估方法，其特征在于，还包括步骤：分析在所述假想故障集中的各元素所对应设备故障且在对应的备用进线自动投入运行时确定重载设备。
3.一种基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统，其特征在于，包括如下步骤：
采集模块，用于获取业务数据、电网拓扑、设备台账信息，所述业务数据包括停电计划数据；
仿真模块，用于根据所述电网拓扑以及所述停电计划安排信息进行运方转换后生成新电网拓扑；
故障集建立模块，用于通过所述设备台账信息以及所述新电网拓扑建立假想故障集，所述假想故障集中的各元素分别对应于所述设备台账信息中的满足预设条件的电网设备；
分析模块，用于遍历假想故障集中的各元素，以所述假想故障集中的各元素所对应的设备为假想故障设备，根据所述新电网拓扑进行假想故障分析获得分析结果；
显示模块，用于显示所述分析结果；
其中，所述分析模块包括风险分析单元，所述风险分析单元用于获取各种电网运行风险对应的后果值和概率值，根据风险值等于对应的后果值乘以概率值确定各种电网运行风险的风险值，并根据所述风险值确定电网运行风险的风险等级；
所述采集模块还用于获取准实时数据，所述分析模块还包括损失负荷分析单元，所述损失负荷分析单元用于根据所述准实时数据确定所述假想故障集中的各元素所对应设备负担的电网负荷；
所述假想故障分析还包括影响变电站分析单元，所述影响变电站分析单元用于分别根据所述新电网拓扑确定若所述假想故障集中各元素所对应设备发生故障所影响的变电站的数量。
4.根据权利要求3所述的基于电网停电计划的主网N-1风险评估系统，其特征在于，还包括重载分析模块，用于分析在所述假想故障集中的各元素所对应设备故障且在对应的备用进线自动投入运行时确定重载设备。
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