CN104392399A - 电网风险控制分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网风险控制分析方法包括：响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改；该方法能够更加精确、全面的对电网风险进行控制分析。

Description

电网风险控制分析方法及装置

技术领域

本发明涉及电气技术领域，特别是涉及一种电网风险控制分析方法及装置。

背景技术

随着国家电网的发展，国家电网的覆盖范围越来越广泛，因此在这么大的体系下，出现事故或者是风险的可能性就会增加。但是电网又是关系着民生的重要资源，其风险很大的话会给各行各业带来安全隐患和威胁。因此电网的风险控制是非常重要的。

但是目前现有的电网风险控制分析方法为确定性评估方法，例如N-1准则，但是该方法没有考虑到元件的停运、老化等的随机的因素，因此不能对系统进行精确的描述以及评估；为了电网的安全，该方法对电力系统可靠性的评价必然是保守的，因此不能使得电力系统的潜力得到充分发挥。

因此，如何更加精确、全面的对电网风险进行控制分析，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电网风险控制分析方法，该方法能够更加全面、精确的对电网风险进行控制分析；更加精确的反映系统的容量和可靠性水平；该发明的另一目的是提供一种电网风险控制分析装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电网风险控制分析方法包括：

响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；

根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；

当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；

根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改。。

其中，所述停运模型包括：组合停运模型和分离停运模型。

其中，所述系统中各个预定元件参数的获取方法包括：

选择需要进行监测的元件；

利用监测器对所述元件进行监测；

采集监测器所获取的数据，并将所述数据存在监视文件中。

其中，所述响应用户操作选择事故分析包括：

用户定义具体元件故障或程序自动选择故障。

其中，所述分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态包括：

根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型进行参数分析计算；

利用交流法计算潮流；

根据系统参数的变化，以及潮流的相对应变化，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态。

其中，电网风险控制分析方法还包括：根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行相对应的检修或重新分配电机出力。

本发明所提供的一种电网风险控制分析装置包括：

响应模块，用于响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；

分析模块，用于根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；

计算模块，用于当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；

修改模块，用于根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改。

其中，所述响应模块包括：选择单元，定义单元，其中，

选择单元，用于程序自动选择故障类型或选择系统的状态；

定义单元，用于用户定义具体元件故障类型，或用户自定义系统的状态。

其中，电网风险控制分析装置还包括：检修模块，用于根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行相对应的检修。

其中，电网风险控制分析装置还包括：分配模块，用于根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行重新分配电机出力。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的电网风险控制分析方法，响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改；该方法能够更加精确、全面的对电网风险进行控制分析。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电网风险控制分析方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的组合停运模型的结构框图；

图3为本发明实施例提供的系统中各个预定元件参数的获取方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的电网风险控制分析装置的结构框图；

图6为本发明实施例提供的响应模块的结构框图；

图7为本发明实施例提供的另一电网风险控制分析装置的结构框图；

图8为本发明实施例提供的再一电网风险控制分析装置的结构框图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种电网风险控制分析方法，该方法能够更加全面、精确的对电网风险进行控制分析；更加精确的反映系统的容量和可靠性水平；该发明的另一目的是提供一种电网风险控制分析装置。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的电网风险控制分析方法的流程图；该方法可以包括：

步骤s100、响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；

其中，用户可以进行系统状态的选择，例如可以在某一档位的运行状态，事故分析又可以根据用户定义具体的停役元件组合用来模拟特定的故障；也可以是预定故障类型程序中自动进行故障类型选择。其中程序中还可以进行故障的严重程度进行组合各种故障停役，并可以自动的进行故障分析；其中排序方式有按支路过载、电压崩溃、电压越限、孤岛排序等方式。用户可以对系统的特定组成部分进行排序(如电压等级、母线号、区域等)，也可以对某个子系统进行排序，用户仅仅只要简单地运行程序,定义的所有故障的研究就能完成。在自动选择故障的模式下，用户可以通过以下方式控制所研究的故障的总数定义故障阶数、定义每种故障水平的最大最小故障数定义故障排序中终止组合的标准。

其中，在要求水平更高的实际情况下，还可以进行多重故障分析；用户定义的故障和程序自动选择的故障将分别进行分析，同时，这两类故障将相互组合直到形成所定义的最大故障重数并分析故障。在各重故障水平上，用户须定义终止故障排序组合的标准。这样，可以放弃对一些相对不严重的故障的分析，大量节省时间，提高效率。进行逻辑变量的设置，判断所给出的故障形式是否已经被计算过，从而保证每种情况只被计算一次。

步骤s110、根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；

其中，电力系统是由大量元件组成的。系统发生故障的根本原因是这些元件的停运，所以要进行电力系统的风险评估首先需要的是确定这些元件的停运模型。发、输变电设备包括:发电机、线路、变压器、断路器、电容电抗器、隔离开关、和母线。在实际工程处理中，线路断路器和隔离开关的故障概率计入线路，主变断路器和隔离开关计入主变，母联开关要独自建立。另外负荷模型也包括在系统元件模型中。

关于设备的停运方式，大多考虑的是独立强迫停运，对于输电线路情况要复杂一些，要考虑共因停运，并且需要考虑环境因素。同时，对于一些老化设备，要考虑老化对于元件停运模型的影响。

其中，停运模型还可以进行组合和分离。

步骤s120、当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；

其中，风险指标可以为负荷消减概率。负荷消减频率，电力不足期望值，负荷消减平均持续时间等可以根据需要进行增加、设定；其中，

负荷消减概率可以利用公式计算；其中，LOLP为负荷消减概率，P(s)为系统状态s的概率，NL为负荷水平级数，T为评估时间，T_i为第i个负荷水平的时间长度，F_i为多级负荷模型中第i个负荷水平下系统切负荷的状态集合。

步骤s130、根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改。

其中，可以将所得到的风险指标与累计风险指标进行比较，可以为重合度比较，也可以为平均值计算，需要根据各个风险指标进行相应的计算。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的电网风险控制分析方法，响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改；该方法能够更加精确、全面的对电网风险进行控制分析。

可选的，所述停运模型包括：组合停运模型和分离停运模型。

其中，请参考图2，图2为本发明实施例提供的组合停运模型的结构框图；图中λ1、λ2为线路独立停运故障率；u1、u2为线路独立停运修复率；λc为共因停运故障率；uc为共因停运修复率。

可以利用马尔科夫方程求解，马尔科夫随机模型的随机转移矩阵为： $P=\left[\begin{array}{ccccc}1-\mathrm{\λ}& {\mathrm{\λ}}_1& {\mathrm{\λ}}_2& 0& {\mathrm{\λ}}_2\\ {\mathrm{\μ}}_1& 1-k_1& 0& {\mathrm{\λ}}_2& 0\\ {\mathrm{\μ}}_2& 0& 1-k_2& {\mathrm{\λ}}_1& 0\\ 0& {\mathrm{\μ}}_2& {\mathrm{\μ}}_1& 1-\mathrm{\μ}& 0\\ {\mathrm{\μ}}_c& 0& 0& 0& 1-{\mathrm{\μ}}_c\end{array}\right]$ 式中λ＝λ1+λ2+λc；k1＝μ1+λ2；k2＝μ2+λ1；μ＝μ1+μ2；假设图中各状态的极限状态概率分别为P1、P2、P3、P4、P5令α＝[P1,P2,P3,P4,P5]

运用马尔科夫过程逼近原理：极限状态概率在进一步转移过程中保持不变。即：

αP＝α，则(pT-I)αT＝0

加上全概率条件，所有系统状态的概率总和为1

即P1+P2+P3+P4+P5+P6＝1

解得： $P_1=\frac{{\mathrm{\μ}}_1{\mathrm{\μ}}_2{\mathrm{\μ}}_c}{\mathrm{\Δ}},P_2=\frac{{\mathrm{\λ}}_1{\mathrm{\μ}}_2{\mathrm{\μ}}_c}{\mathrm{\Δ}}{P}_3=\frac{{\mathrm{\μ}}_1{\mathrm{\λ}}_2{\mathrm{\μ}}_c}{\mathrm{\Δ}},P_4=\frac{{\mathrm{\λ}}_1{\mathrm{\λ}}_2{\mathrm{\μ}}_c}{\mathrm{\Δ}},P_5=\frac{{\mathrm{\μ}}_1{\mathrm{\μ}}_2{\mathrm{\λ}}_2}{\mathrm{\Δ}},$

Δ＝(μ₁+λ₁)(μ₂+λ₂)μ_c+μ₁μ₂λ_c

可选的，请参考图3，图3为本发明实施例提供的系统中各个预定元件参数的获取方法的流程图；

步骤s200、选择需要进行监测的元件；

步骤s210、利用监测器对所述元件进行监测；

步骤s220、采集监测器所获取的数据，并将所述数据存在监视文件中。

可选的，所述响应用户操作选择事故分析包括：

用户定义具体元件故障或程序自动选择故障。

请参考图4，图4为本发明实施例提供的分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态方法的流程图；

步骤s300、根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型进行参数分析计算；

步骤s310、利用交流法计算潮流；

步骤s320、根据系统参数的变化，以及潮流的相对应变化，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态。

可选的，电网风险控制分析方法还包括：根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行相对应的检修或重新分配电机出力。

通过上述方法不仅仅对确定性因素进行分析，还加入了例如元件模型，老化等的模型，以及环境因素对于线路，元件等的影响的模型来进行全面的风险评估，因此能够更加精确、全面的对电网风险进行控制分析。

本发明实施例提供了电网风险控制分析方法，可以通过上述方法能够更加精确、全面的对电网风险进行控制分析。

下面对本发明实施例提供的电网风险控制分析装置，下文描述的电网风险控制分析装置与上文描述的电网风险控制分析方法可相互对应参照。

请参考图5，图5为本发明实施例提供的电网风险控制分析装置的结构框图；该装置可以包括：

响应模块100，用于响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；

分析模块200，用于根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；

计算模块300，用于当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；

修改模块400，用于根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改。

可选的，请参考图6，图6为本发明实施例提供的响应模块的结构框图；该模块可以包括：选择单元110，定义单元120，其中，

选择单元110，用于程序自动选择故障类型或选择系统的状态；

定义单元120，用于用户定义具体元件故障类型，或用户自定义系统的状态。

可选的，请参考图7，图7为本发明实施例提供的另一电网风险控制分析装置的结构框图；该装置还可以包括：

检修模块500，用于根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行相对应的检修。

根据提示的风险，进行相应的防范操作。

可选的，请参考图8，图8为本发明实施例提供的再一电网风险控制分析装置的结构框图；该装置还可以包括：

分配模块600，用于根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行重新分配电机出力。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的电网风险控制分析方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电网风险控制分析方法，其特征在于，包括：

响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；

根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；

当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；

根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改。

2.如权利要求1所述的电网风险控制分析方法，其特征在于，所述停运模型包括：组合停运模型和分离停运模型。

3.如权利要求1所述的电网风险控制分析方法，其特征在于，所述系统中各个预定元件参数的获取方法包括：

选择需要进行监测的元件；

利用监测器对所述元件进行监测；

采集监测器所获取的数据，并将所述数据存在监视文件中。

4.如权利要求1所述的电网风险控制分析方法，其特征在于，所述响应用户操作选择事故分析包括：

用户定义具体元件故障类型或程序自动选择故障类型。

5.如权利要求1所述的电网风险控制分析方法，其特征在于，所述分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态包括：

根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型进行参数分析计算；

利用交流法计算潮流；

根据系统参数的变化，以及潮流的相对应变化，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态。

6.如权利要求1所述的电网风险控制分析方法，其特征在于，还包括：根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行相对应的检修或重新分配电机出力。

7.一种电网风险控制分析装置，其特征在于，包括：

响应模块，用于响应用户操作选择系统的状态以及事故分析；

分析模块，用于根据所述系统中各个预定元件参数，以及停运模型，分析得到所述系统状态在该事故分析下是否为失效状态；

计算模块，用于当所述系统状态为失效状态时，按照预定程序计算失效状态的风险指标；

修改模块，用于根据所得到的风险指标对所述状态下累计风险指标进行修改。

8.如权利要求7所述的电网风险控制分析装置，其特征在于，所述响应模块包括：选择单元，定义单元，其中，

选择单元，用于程序自动选择故障类型或选择系统的状态；

定义单元，用于用户定义具体元件故障类型，或用户自定义系统的状态。

9.如权利要求7所述的电网风险控制分析装置，其特征在于，还包括：检修模块，用于根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行相对应的检修。

10.如权利要求7所述的电网风险控制分析装置，其特征在于，还包括：分配模块，用于根据修改后的风险指标对所述系统中的元件进行重新分配电机出力。