CN103985068A

CN103985068A - 一种配电网在线风险评估方法

Info

Publication number: CN103985068A
Application number: CN201410234278.5A
Authority: CN
Inventors: 曹小明; 付英杰
Original assignee: Hunan Zhi Ren Science And Technology Ltd
Current assignee: Hunan University; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp; Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-08-13

Abstract

本发明涉及一种配电网在线风险评估方法，属于电力系统风险评估领域。该方法将风险分为四层，即设备层、馈线层、馈线联络组层和系统层，首先分别采集各层的各项风险指标和各项重要性指标的数据，并存放至实时数据库；然后结合规则库定义的判断依据，判断各层的各项风险指标数值和重要性指标数值，其中，规则库中将各项风险指标、各项重要性指标分为五级；最后分别计算各层的风险值R和重要性值Imp。本发明方法将配电网风险分成四层、五级风险，从而考虑配电网中元件的风险对配电网风险的影响，不仅可以知道系统的风险，还可以知道设备的风险，并且提供配电网中各元件的重要性，能对减小风险提供更清楚的指导。

Description

一种配电网在线风险评估方法

技术领域

本发明涉及电力系统风险评估领域，具体涉及一种配电网在线风险评估方法。

背景技术

在电力系统风险评估的研究领域，已有的技术主要涉及输电网的风险评估或者关键设备（例如短路器、穿墙套管）的风险评估，较少涉及配电网风险评估。

然而，随着经济的持续增长，社会对电力的需求正处在一个关键的转折点，未来配电网规模将日益庞大，结构也将日趋复杂，在配电网迅速发展取得巨大效益的同时，也不得不承受着更大的潜在风险。尤其是随着配电系统中分布式电源的接入，人们所难以控制的不确定因素及其对电网的影响更趋复杂，使得配电网的规划和运行都面临着极大的挑战，因此对配电网的风险评估就显得尤为重要。

针对配电网运行风险评估，中国电力科学研究院提出一种配电网风险状态辨识方法（专利申请号201110228201.3）。具体方法如下：（1）对配电网运行各个阶段各个状态进行风险状态辨识；（2）所述配电网进入风险状态后，立即进行风险源及风险类型的辨识；所述风险状态下进行风险源及风险类型的辨识是指进行风险源的查找和定位以及风险类型的判断；（3）所述配电网进入风险状态后，进行所述配电网风险状态连续辨识与跟踪。

陕西电力科学研究院提出一种基于最差原则的配电网在线风险评估方法（专利申请号201210073085.7）。具体方法如下：（1）针对运行极限、电压越限、损失负荷、损失电量、损失用户、安全准则、抗灾变性等风险分别定义反映该类风险的概率和程度的风险指标，按照风险级别由低到高的顺序将风险指标划分为安全、低风险、警示、危机、崩溃5个级别，并且通过时间范围的设置来反映是侧重实时评估还是趋势评估；（2）在某一评估时刻，综合考虑各种风险因素和故障类型的组合场景及其概率，并对相应的可能后果进行循环累计，分别计算得出各个单项风险的评估指标；（3）基于最差原则将各个单项风险指标综合形成综合评估指标，即取所有单项风险指标的最高值作为配电网的综合风险评估指标。

然而，现有的配电网在线风险评估方法存在如下缺点：

1、风险评估往往只涉及系统一个层面；

2、以往的风险评估往往涉及概率和运行经验，例如故障率等，根据历史数据或者运行数据对配电网进行风险评估，没有考虑配电网中元件包括配电变压器、馈线段、馈线和馈线联络组的风险对配电网风险的影响；

3、没有充分考虑重要性。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为，提供一种将配电网风险分成四层、五级风险，从而考虑配电网中元件的风险对配电网风险的影响，同时考虑重要性的配电网在线风险评估方法，该方法不仅可以知道系统的风险，还可以知道设备的风险，并且提供配电网中各元件的重要性，能对减小风险提供更清楚的指导。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种配电网在线风险评估方法，包括如下步骤：

第一步，将风险分为四层，即设备层、馈线层、馈线联络组层和系统层，采集各层的风险指标的数据，并存放至实时数据库；

第二步，根据实时数据库中的各项风险指标数据，结合规则库定义的判断依据，判断各层的各项风险指标数值；所述规则库中定义了各项风险指标在各层风险的权重；

第三步，根据第二步所判断的各项风险指标数值，分别计算各层的风险值R，所述风险值R的计算方法为：将各项风险指标的权重与该指标之积的平方和开平方，然后除以该指标权重的平方和开平方。

作为本发明的进一步改进，所述第一步中采集的数据还包括各层的重要性指标数据；所述第二步中，还结合规则库定义的判断依据，判断各层的各项重要性指标数值，所述规则库还定义了各项重要性指标在各层重要性的权重；所述第三步中，还分别计算各层的重要性值Imp，所述重要性值Imp的计算方法为：将各项重要性指标的权重与该指标之积的平方和开平方，然后除以该指标权重的平方和开平方。

作为本发明的进一步改进，所述规则库中将各项风险指标、各项重要性指标分为五级。

作为本发明的进一步改进，从低到高每一级的风险指标、重要性指标的数值分别为1、2、3、4、5。

作为本发明的进一步改进，所述设备层包括配电变压器和馈线段，所述馈线联络组层包括馈线联络组，所述馈线联络组为物理上有连接关系，电气上能相互转供的馈线。

作为本发明的进一步改进，所述各层的风险指标包括：

（a）设备层：

（a.1）配电变压器：一次侧电压（标幺值）、负载率、运行年限、天气因素、缺陷统计次数；

（a.2）馈线段：负载率、运行年限、缺陷统计次数、零序电流、天气因素、电缆分接头温度；

（b）馈线层：

长度、所包含馈线段中最大负载率、缺陷统计次数、所包含馈线段或配电变压器最大风险值、天气因素、零序电流；

（c）馈线联络组层：

所包含的馈线中最大的风险值；

（d）系统层：

所包含馈线联络组中最大风险值、系统平均停电时间。

作为本发明的进一步改进，所述各层的重要性指标包括：

（a）设备层：

（a.1）配电变压器：额定容量、配电变压器负载率、配电变压器所联重要用户数、社会影响、区域影响；

（a.2）馈线段：所联重要用户数、社会影响、区域影响；

（b）馈线层：

馈线所接负荷总和、重要用户数、社会影响、区域影响；

（c）馈线联络组层：

重要用户数、所接负荷总和、社会影响、区域影响；

（d）系统层：

系统当前总负荷、重要用户数、社会影响、区域影响。

作为本发明的进一步改进，还设定了各个分层的规则库，详见实施例。

本发明的有益效果如下：

1、本发明配电网在线风险评估方法既考虑了配电网网络运行参数（如配电变压器电压、配电变压器的负载率、馈线段的负载率等），又考虑了设备的台账数据（如运行年限）、历史缺陷数据（如紧急缺陷数、重要缺陷数、一般缺陷数）、平均停电时间和天气预警信息等，考虑的因素更为全面；

2、以往的风险评估往往只涉及系统一个层面，本发明将配电网风险分成四层、五级风险，这里的四层分别是：设备层（配电变压器、馈线段）、馈线层、馈线联络组层和系统层，五级风险从低到高依次为一级风险、二级风险、三级风险、四级风险、五级风险，从而考虑配电网中元件的风险对配电网风险的影响，不仅可以知道系统的风险，还可以知道设备的风险，能对减小风险提供更清楚的指导；

（3）以往的风险评估没有充分考虑重要性，本发明对每个设备、每条馈线、每个馈线联络组、系统都计算一个重要性，每个元件的风险由风险值和重要性一起确定，允许重要性低的元件风险值相对高一些。

附图说明

图1为本发明配电网在线风险评估方法的流程图。

图2为风险值和重要性值的二维坐标图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的配电网在线风险评估方法进行说明。

实施例1：

如图1所示为本发明配电网在线风险评估方法的流程图。第一步，将风险分为四层，即设备层（配电变压器、馈线段）、馈线层、馈线联络组层（馈线联络组：物理上有连接关系，电气上能相互转供的馈线为一个馈线联络组)、系统层，采集各层风险指标和重要性指标的数据，包括实时数据（配电变压器一次侧电压、配电变压器负载率、配电变压器负载、馈线段负载率、馈线段零序电流、电缆分接头温度、馈线零序电流）、台账数据（配电变压器运行年限、配电变压器额定容量、馈线段运行年限、馈线长度）、历史数据（配电变压器缺陷次数、馈线段缺陷次数、馈线缺陷次数、系统平均停电时间）、天气预警数据（台风、雷雨大风、结冰、高温、大雾预警信息）以及用户数据（配电变压器、馈线段、馈线所接特级用户、一级用户、二级用户数量），并将其存放在实时数据库。

其中，各层风险的指标如下：

（a）设备层：

（b）馈线层：

（c）馈线联络组层：

所包含的馈线中最大的风险值；

（d）系统层：

所包含馈线联络组中最大风险值、系统平均停电时间。

其中，各层重要性的指标如下：

（a）设备层：

（a.2）馈线段：所联重要用户数、社会影响、区域影响；

（b）馈线层：

馈线所接负荷总和、重要用户数、社会影响、区域影响；

（c）馈线联络组层：

重要用户数、所接负荷总和、社会影响、区域影响；

（d）系统层：

系统当前总负荷、重要用户数、社会影响、区域影响。

第二步，根据实时数据库所采集的数据，计算分析软件利用规则库进行判断，确定各层各项风险指标和各项重要性指标的大小。

规则库是进行风险和重要性计算的准则，当获得一个断面数据时，根据规则库来确定风险指标和重要性指标的值。风险指标和重要性指标值为1、2、3、4、5，

各规则库如下：

（a.1）配电变压器：

风险规则库：

重要性规则库：

（a.2）馈线段

风险规则库：

重要性规则库：

（b）馈线层

风险规则库：

重要性规则库：

（c）馈线联络组层：

风险规则库：

重要性规则库：

（d）系统

风险规则库：

重要性规则库：

第三步，根据各项风险指标和重要性指标的大小计算各层的风险值R和重要性值Imp，风险值R的计算方法为：将各项风险指标的权重与该指标之积的平方和开平方，然后除以该指标权重的平方和开的平方，所述重要性值Imp的计算方法为：将各项重要性指标的权重与该指标之积的平方和开平方，然后除以该指标权重的平方和开的平方。

实施例2：

以配电变压器为例，其风险值R和重要性值Imp计算过程如下：

例如一个配电变压器的数据如下：一次侧电压1.1，负载率80%，运行年限12年，雷雨大风橙色预警，3个一般缺陷，额定容量为800kW，联有1个二级用户，处在特殊保供电时期，此配电变压器在B类区域中心城区。

根据断面数据，计算各指标如下：风险指标：λ_Tu=2，λ_TL=2，λ_TY=2， λ_TT=4，λ_TB=2；重要性指标：λ_TS=3，λ_TIL=2，λ_TIU=2，λ_TS=3，λ_TA=4。

风险值R和重要性值Imp由指标的权重和指标综合决定，具体是：将权重与指标之积的平方和开平方，然后除以权重的平方和开平方。以上述配电变压器为例，计算结果如下：

根据计算出来的风险值R和重要性值Imp在人机界面上以二维坐标图的形式展示，纵坐标为风险值R，横坐标为重要性Imp，如图2所示，其中，图上的圆圈代表各层中的元素，设备层时代表配电变压器或馈线段，馈线层时代表馈线，馈线联络组层时代表馈线联络组，系统层时代表整个系统。圆圈落在最上面一层代表风险已经很高，需要采取措施；落在中间一层代表风险较高，需要随时关注；落在最下面一层代表风险很低。图中所示的a、b、c、d四个交点可在实际应用情况中凭经验设定。

Claims

1.一种配电网在线风险评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

第三步，根据第二步所判断的各项风险指标数值，分别计算各层的风险值R，所述风险值R的计算方法为：将各项风险指标的权重与该指标之积的平方和开平方，然后除以该指标权重平方和的开平方。

2.根据权利要求1所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：所述第一步中采集的数据还包括各层的重要性指标数据；所述第二步中，还结合规则库定义的判断依据，判断各层的各项重要性指标数值，所述规则库还定义了各项重要性指标在各层重要性的权重；所述第三步中，还分别计算各层的重要性值Imp，所述重要性值Imp的计算方法为：将各项重要性指标的权重与该指标之积的平方和开平方，然后除以该指标权重平方和的开平方。

3.根据权利要求1或2所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：所述规则库中将各项风险指标、各项重要性指标分为五级。

4.根据权利要求3所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：从低到高每一级的风险指标、重要性指标的数值分别为1、2、3、4、5。

5.根据权利要求4所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：所述设备层包括配电变压器和馈线段，所述馈线联络组层包括馈线联络组，所述馈线联络组为物理上有连接关系，电气上能相互转供的馈线。

6.根据权利要求5所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：所述各层的风险指标包括：

（a）设备层：

（b）馈线层：

（c）馈线联络组层：

所包含的馈线中最大的风险值；

（d）系统层：

所包含馈线联络组中最大风险值、系统平均停电时间。

7.根据权利要求5所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：所述各层的重要性指标包括：

（a）设备层：

（a.2）馈线段：所联重要用户数、社会影响、区域影响；

（b）馈线层：

馈线所接负荷总和、重要用户数、社会影响、区域影响；

（c）馈线联络组层：

重要用户数、所接负荷总和、社会影响、区域影响；

（d）系统层：

系统当前总负荷、重要用户数、社会影响、区域影响。

8.根据权利要求5所述的配电网在线风险评估方法，其特征在于：所述各层的规则库如下：

（a）设备层：

（a.1）配电变压器：

风险规则库：

重要性规则库：

（a.2）馈线段

风险规则库：

重要性规则库：

（b）馈线层

风险规则库：

重要性规则库：

（c）馈线联络组层：

风险规则库：

重要性规则库：

（d）系统

风险规则库：

重要性规则库：

。