CN104484837A - 一种综合量化配电网风险评估方法 - Google Patents

Abstract

一种综合量化配电网风险评估方法，本发明涉及配电网风险评估中的综合量化方法。本发明是要解决现有配电网风险评估过程中方法模式单一、设备运行过程中的故障率等缺乏综合的统计及无法给出全网的不确定性因素的量化指标问题，而提供了一种综合量化配电网风险评估方法。一、概率值计算；二、电网安全风险后果值计算；三、电网安全风险值计算；四、电网安全风险值平均期望值计算。本发明应用于电网评估领域。

Description

一种综合量化配电网风险评估方法

技术领域

本发明涉及配电网风险评估中的综合量化方法。

背景技术

配电网是电力系统的组成部分，配电网运作是否良好取决于配电网的规划与建设是否科学，是否经济合理，对于固定资产额巨大的供电企业而言，配电网规划工作在供电企业的生存与发展中始终起着决定性的作用，是电网发展的重要依托，其水平和质量直接影响到电网供电的安全性、可靠性和经济性水平。但现有配电网风险评估中多为各个指标分类如按线路、变压器风险评估进行，不能进行综合分析考虑。

现有的配电网风险评估主要针对基础网架合理性及发生失电后的电压等级进行量化评估，其中多数主要从网架结构的合理性方向上进行考虑。对于不同的设备类型，不同的地区故障类型及不同地区设备运行过程中的故障率等缺乏综合的统计。少数将确定预想事故集时最有可能发生的预想事故考虑进来，按经验来考虑事故发生的可能性，并未进行量化分析，但是实际上电力系统运行中存在着很多不确定因素，采用确定性模型并不能严格描述电力系统。经典的EMS基于全局性分析，但无法给出全网的不确定性因素的量化指标。运行风险评估与之相比在于其科学性，运行风险指标包含扰动发生的影响度和其影响后果的严重性，因而更加科学合理。

发明内容

本发明是要解决现有配电网风险评估过程中方法模式单一、设备运行过程中的故障率等缺乏综合的统计及无法给出全网的不确定性因素的量化指标问题，而提供了一种综合量化配电网风险评估方法。

一种综合量化配电网风险评估方法按以下步骤实现：

一、概率值计算；

二、电网安全风险后果值计算；

三、电网安全风险值计算；

四、电网安全风险值平均期望值计算。

发明效果：

本方法主要从配电网运行过程中N-1校验、设备的负载率、线路联络率、电源点情况、设备故障率、容载比几个方向建立综合的评估方法，综合量化风险评估的分数比例结果可以较为直观的看到电网运行过程中的风险等级。例如设备故障率这一因素如下表所示：

设备	主变	母线	线路	保护装置	发电机
						故障率(％)	2	8	15	13	3

本方法中的“指标数据预处理”功能，可以较快速地将一个较大的电网中的大量复杂数据进行自动化预处理的计算，从而得出一个利于计算的网络，从而减少了数据的输入维护量。

本发明“指标综合评估”功能中的“N-1评估”将更好地发现不具备转供电能力的馈线并将其展示，用于调整新的主变容量或馈线连接方式。“设备的负载率”，“容载比”将较好反应出当前电网中负荷是否合理，不过大也不过小。“线路联络率”、“供电路径”则从供电的可靠性角度对电网的运行方式进行评估，用于说明其可能存在的风险。“设备故障率”从历史发生的故障情况作统计，用于表征其设备级别可能存在的风险情况。

本发明中的“报告的生成”功能从多个分项评估结果出发，对评估过程中发现的风险项目进行总结，给出规避的提示。

本发明则主要从不确定性角度出发，将不同设备故障率的离散型随机变量结合设备类型系数、设备故障系数得出的平均期望值来表示配电网风险评估的结果。本发明基于平均期望值作为评估的量化依据，对配电网基础网架结构的运行情况进行评估，并给出评估后的评估值。

本发明从故障率的角度出发，基于平均期望值，对电网运行过程中设备可能的缺陷情况进行分析，并给出量化的指标，从而发现不确定性的隐患，解决了以往评估过程中没有考虑不确定性因素的问题。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：一种综合量化配电网风险评估方法按以下步骤实现：

一、概率值计算；

二、电网安全风险后果值计算；

三、电网安全风险值计算；

四、电网安全风险值平均期望值计算。

本实施方式的综合量化评估内容包含方面全，从变电站和线路的N-1稳定性、供电质量(负载率)、供电经济性(损耗率)出发，结合量化的客观因素和主观因素进行综合电网风险评估。架构电网拓扑连接结构，列举影响电网安全的自身因素，结合实际制定评估体系。

本实施方式效果：

本方法主要从配电网运行过程中N-1校验、设备的负载率、线路联络率、电源点情况、设备故障率、容载比几个方向建立综合的评估方法，综合量化风险评估的分数比例结果可以较为直观的看到电网运行过程中的风险等级。例如设备故障率这一因素如下表所示：

设备	主变	母线	线路	保护装置	发电机
						故障率(％)	2	8	15	13	3

本方法中的“指标数据预处理”功能，可以较快速地将一个较大的电网中的大量复杂数据进行自动化预处理的计算，从而得出一个利于计算的网络，从而减少了数据的输入维护量。

本实施方式“指标综合评估”功能中的“N-1评估”将更好地发现不具备转供电能力的馈线并将其展示，用于调整新的主变容量或馈线连接方式。“设备的负载率”，“容载比”将较好反应出当前电网中负荷是否合理，不过大也不过小。“线路联络率”、“供电路径”则从供电的可靠性角度对电网的运行方式进行评估，用于说明其可能存在的风险。“设备故障率”从历史发生的故障情况作统计，用于表征其设备级别可能存在的风险情况。

本实施方式中的“报告的生成”功能从多个分项评估结果出发，对评估过程中发现的风险项目进行总结，给出规避的提示。

本实施方式则主要从不确定性角度出发，将不同设备故障率的离散型随机变量结合设备类型系数、设备故障系数得出的平均期望值来表示配电网风险评估的结果。本发明基于平均期望值作为评估的量化依据，对配电网基础网架结构的运行情况进行评估，并给出评估后的评估值。

本实施方式从故障率的角度出发，基于平均期望值，对电网运行过程中设备可能的缺陷情况进行分析，并给出量化的指标，从而发现不确定性的隐患，解决了以往评估过程中没有考虑不确定性因素的问题。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一中概率值计算具体为：概率值2d＝设备类型因数2a*故障类别因数2b*历史数据统计因数2c；

其中，所述历史数据统计因数2c＝1+同类设备每年平均发生故障次数/同类设备总数；

其中，所述设备类型因数2a中，主变因数为0.6，母线因数为0.2，电缆>100km因数为0.4，电缆<＝100km因数为0.2，架空线>100km因数为1，架空线<＝100km因数为0.7，发电机因数为1.5；

所述故障类别因数2b中，一类故障类型因数表中，主变因数为0.8，母线因数0.6，电缆因数为>100km因数为0.9，电缆<＝100km因数为0.6，架空线>100km因数为1，架空线<＝100km因数为0.5，发电机因数为1；

所述二类故障类型因数表中，主变因数为0.3，母线因数0.2，电缆因数为>100km因数为0.4，电缆<＝100km因数为0.2，架空线>100km因数为0.6，架空线<＝100km因数为0.3，发电机因数为0.6；

所述三类故障类型因数表中，主变因数为0.2，母线因数0.1，电缆因数为>100km因数为0.2，电缆<＝100km因数为0.1，架空线>100km因数为0.2，架空线<＝100km因数为0.1，发电机因数为0.2。

如表1所示，具体量化影响电网风险值的客观因素，制定具有自适应调节的量化值。

历史统计因数计算公式中同类设备每年平均发生故障的次数是指相同类型的设备每年平均发生故障的次数，如当前计算电网中所有变压器年发生故障次数；而同类设备总数则表示所有相同类型的设备总数，如当前计算电网中所有变压器的总数。计算时将对应类型的设备年平均故障次数与总数进行相除即可。

表格 1设备类型影响因数表

概率值的求解过程中的故障类别因数是指当前计算电网中不同类型故障的影响因子，其定义如下表2～表4所示：

表格 2一类故障类型因数表

表格 3二类故障类型因数表

表格 4三类故障类型因数表

其中，所述故障类型定义如表5所示：

表格 5故障类型定义表

概率值的计算为以上对应类型设备的类型因数与历史发生故障类型对应的因数及对应设备历史统计因数的乘积。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述步骤二中电网安全风险后果值的求法依赖于两个因素，分别是后果严重程度分值1a与社会影响因数1b；

电网安全风险后果值1c＝后果严重程度分值1a*社会影响因数1b；

所述后果严重程度分值1a是指可能对电网安全的威胁和负荷损失的严重程度，后果严重程度分值分为特大损失、重大损失、较大损失和一般；

所述社会影响因数1b检修时间为一般时期时分值为1，检修时间为特殊时期保供电时分值为1.2，检修时间为二级保供电时分值为1.4，检修时间为一级保供电时分值为1.6，检修时间为特级保供电时分值为2。

电网安全风险后果值求解过程中的后果严重程度是指可能对电网安全的威胁和负荷损失的严重程度，后果严重程度分值分为特大损失、重大损失、较大损失、一般。具体对应数据如下表6所示：

表格 6严重程度参照表

电网安全风险后果值求解过程中的社会影响因数是指在不同时下供电对社会的重要程度，具体定义如下表7：

表格 7社会影响因数表

电网安全风险后果值求解过程中首先将电网运行过程中的接线方式参照可能产生的损失得出严重程度值，再将其与对应评估日期所对应的社会影响因数值相乘，可得到结果值。

最终电网安全风险值求解为上述计算出的电网安全风险后果值*概率值。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述步骤三中电网安全风险值3c的求法依赖于两个因素，分别是电网安全风险后果值1c与概率值2d；

电网安全风险值3c＝电网安全风险后果值1c*概率值2d。

根据配电网电网拓扑结构，解析电网数据信息文件，选取进行风险评估所需信息量。本系统涉及的接口较多，包括与PMS系统之间的CIM接口(获取10kV配网结构数据)，与SCADA系统之间的CIM接口(获取高压配网结构数据)、SVG接口(获取变电站主接线图)和E文件数据接口(获取实时数据)。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述步骤四中电网安全风险值平均期望值计算具体为：

总的计算电网安全风险值的计算公式如下：

电网安全风险值3c＝电网安全风险后果值1c*概率值2d＝后果严重程度分值1a*社会影响因数1b*设备类型因数2a*故障类别因数2b*历史数据统计因数2c；

电网安全风险值的平均期望值求法依赖于分站多次求得的电网安全风险值，通过多个站的电网安全风险平均值，综合求得其平均期望值，根据平均期望值判定风险评估的风险级别。

电网拓扑结构确立、评估标准的制定，评估因素的量化确定，着手进行配电网风险评估的实现。基于平均期望值的配电网风险评估系统，结合多方面因素，使评估更贴近实际电网运行，多站点求平均期望值评估，是评估结果更具说服力。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

Claims (5)

1.一种综合量化配电网风险评估方法，其特征在于一种综合量化配电网风险评估方法按以下步骤实现：

一、概率值计算；

二、电网安全风险后果值计算；

三、电网安全风险值计算；

四、电网安全风险值平均期望值计算。

2.根据权利要求1所述的一种综合量化配电网风险评估方法，其特征在于所述步骤一中概率值计算具体为：概率值2d＝设备类型因数2a*故障类别因数2b*历史数据统计因数2c；

其中，所述历史数据统计因数2c＝1+同类设备每年平均发生故障次数/同类设备总数；

其中，所述设备类型因数2a中，主变因数为0.6，母线因数为0.2，电缆>100km因数为0.4，电缆<＝100km因数为0.2，架空线>100km因数为1，架空线<＝100km因数为0.7，发电机因数为1.5；

所述故障类别因数2b中，一类故障类型因数表中，主变因数为0.8，母线因数0.6，电缆因数为>100km因数为0.9，电缆<＝100km因数为0.6，架空线>100km因数为1，架空线<＝100km因数为0.5，发电机因数为1；

所述二类故障类型因数表中，主变因数为0.3，母线因数0.2，电缆因数为>100km因数为0.4，电缆<＝100km因数为0.2，架空线>100km因数为0.6，架空线<＝100km因数为0.3，发电机因数为0.6；

所述三类故障类型因数表中，主变因数为0.2，母线因数0.1，电缆因数为>100km因数为0.2，电缆<＝100km因数为0.1，架空线>100km因数为0.2，架空线<＝100km因数为0.1，发电机因数为0.2。

3.根据权利要求1所述的一种综合量化配电网风险评估方法，其特征在于所述步骤二中电网安全风险后果值的求法依赖于两个因素，分别是后果严重程度分值1a与社会影响因数1b；

电网安全风险后果值1c＝后果严重程度分值1a*社会影响因数1b；

所述后果严重程度分值1a是指可能对电网安全的威胁和负荷损失的严重程度，后果严重程度分值分为特大损失、重大损失、较大损失和一般；

所述社会影响因数1b检修时间为一般时期时分值为1，检修时间为特殊时期保供电时分值为1.2，检修时间为二级保供电时分值为1.4，检修时间为一级保供电时分值为1.6，检修时间为特级保供电时分值为2。

4.根据权利要求1所述的一种综合量化配电网风险评估方法，其特征在于所述步骤三中电网安全风险值3c的求法依赖于两个因素，分别是电网安全风险后果值1c与概率值2d；

电网安全风险值3c＝电网安全风险后果值1c*概率值2d。

5.根据权利要求1所述的一种综合量化配电网风险评估方法，其特征在于所述步骤四中电网安全风险值平均期望值计算具体为：

总的计算电网安全风险值的计算公式如下：

电网安全风险值3c＝电网安全风险后果值1c*概率值2d＝后果严重程度分值1a*社会影响因数1b*设备类型因数2a*故障类别因数2b*历史数据统计因数2c；

电网安全风险值的平均期望值求法依赖于分站多次求得的电网安全风险值，通过多个站的电网安全风险平均值，综合求得其平均期望值，根据平均期望值判定风险评估的风险级别。