CN105305444A - 基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，包括配网读入主网信息；模型合并重建与潮流匹配；告警信息集成；告警模型构建；安全评估与智能分析；生成综合智能告警和自动生成辅助恢复控制决策步骤。上述配网综合智能告警与处理方法，采用全面的安全状态估计技术、故障智能报警技术和辅助决策技术等，实时地、自动地找出配网的故障信息，有效地对告警信息进行归并、分析和处理，指导配网相关人员做出正确的决策，以保证配网的安全可靠运行。

Description

基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法

技术领域

本发明涉及一种基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，属于配电网自动化技术领域。

背景技术

在电力系统中，配电网一旦发生事故，要求调控人员能够在海量告警信息涌入的短时间内快速、准确的判断筛选出故障的真正原因，根据故障范围作出正确的事故处理和故障恢复决策，尽快恢复用户的供电。现有技术中，配网智能告警与处理主要依赖于配网自动化系统(简称配网DMS系统)。而目前的配网自动化系统由于读入的信息不全、不准确，无法读入配网非自动化信息、主网模型与告警信息、保信系统信息等。加之，配网缺乏可靠的事故预案与辅助决策支持，导致了配网相关人员对事故处理的不及时、不准确，有时甚至需要人工排查、定位故障，从而严重影响了配网的供电可靠性。而调配一体化实现了地区智能电网调度技术支持系统和配网调度自动化系统的图、模、数的一体化集成与业务贯通，可以有效地保证配网读入信息的完整性和准确性。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，采用全面的安全状态估计技术、故障智能报警技术和辅助决策技术等，实时地、自动地找出配网的故障信息，有效地对告警信息进行归并、分析和处理，指导配网相关人员做出正确的决策，以保证配网的安全可靠运行。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，包括以下步骤：

1)配网读入主网信息：配网能量管理系统(EMS)读入主网能量管理系统(EMS)的模型信息、量测数据和告警相关的信息等，用于步骤2)和步骤3)的在线模型重建和告警信息集成，便于主配模型一体化管理；

2)模型合并重建与潮流匹配：利用关键字将配网模型与主网导入的模型关联，进行在线配网模型重建和潮流匹配，同时对获取的主网EMS系统量测数据处理后，与配网EMS系统的量测数据合并得到一个正确、合理、可靠的网络模型。为后续步骤5)和步骤7)的安全分析、风险评估和配网故障恢复辅助决策等提供更加准确全面的模型信息；

3)告警信息集成：将主网和配网的故障告警信息、继电保护动作信息、故障录波信息等高度集成，实现统一告警信息管理，避免重复告警，提高工作效率；

4)告警模型构建：利用配网EMS系统的信息模型和保护配置，自动生成告警需要的保护模型，并实现与配网中遥信信息的自动对应以及一次设备的关联；

5)安全评估与智能分析：对步骤2)得到的模型进行状态估计，获得准确的实时网络拓扑和潮流状态，从而分析停电设备及范围；实时监视配网的运行状态，对其进行静态安全分析、电压稳定安全分析计算，以便事故分析；

6)生成综合智能告警：根据步骤3)和4)得到的结果，实时提取和分析与告警有关的信息，提取直观反映故障演变过程的故障事件链，过滤伪告警，并根据告警专家规则库，将同一事件或间隔告警信息合并成一条智能信息，同时给出最终的事故原因信息和综合报警信息，通过直观的地理图层展示方法，报告给配网调度员，方便故障定位；

7)自动生成辅助恢复控制决策：根据当前配网的状态及其变化趋势，自动生成包括消除越限的负荷转移与矫正控制决策、快速电网风险评估、告警自动触发的停电恢复预案等在内的辅助控制决策，实时提供给调度人员，辅助其及时、准确做出处理。

作为优选，所述步骤2)在线配网模型重建和潮流匹配具体为：

1)将配网EMS系统的坏数据排除后，进行状态估计和潮流计算，确定和主网之间的边界节点的电压幅值U、相角θ和当前注入功率P、Q；

2)将获取的主网模型进行等值，然后根据配网的边界实时信息，调整主网部分节点的相关状态量，使之与配网边界状态量匹配；选择边界节点的电压幅值U和有功注入P作为调节量，选择边界节点的相角θ和无功注入Q作为边界节点的已知量，采用灵敏度的方法进行调节潮流匹配；

3)根据调节结果，将配网模型和等值后的主网模型进行合并，得到完整的实时数据模型以供安全分析和评估使用。

作为优选，所述步骤6)实时提取、分析与配网告警有关的信息，具体包括：

智能遥测、遥信告警信息、配网中发生故障的元件信息、异常告警信息及其原因分析、故障诊断结果的显示信息。

作为优选，所述步骤7)中的快速电网风险评估的基本步骤包括以下四个方面：①确定元件的停运模型；②选择配网运转状态和计算故障概率；③评估所选择状态的后果；④计算风险指标。

本发明所述的基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，基于主配网各自的EMS系统，自动抽取主网静态模型和量测数据，与配网模型和量测数据进行匹配，在配网内部在线重建配网模型；提出告警信息智能集成技术，过滤伪告警并根据告警专家规则库，将同一事件或间隔告警信息合并成一条智能信息，保证了配网模型数据和告警信息的完整性和准确性。接着通过安全评估与智能分析对告警信息自动识别、处理分析，并针对不同的告警信号实时给出相应的辅助决策建议，实现综合智能告警。最后将所有过程中的信息展示给配网相关人员，辅助其快速、准确、方便地做出最合理的事故处理，从而进一步提升配网安全稳定运行水平。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本实施例的配网综合智能告警与处理方法流程图；

图2为本实施例的在线配网模型重建的流程图；

图3为本实施例的配网智能告警和辅助决策功能的流程图；

图4为本实施例的配网故障恢复辅助决策支持系统框图。

具体实施方式

如图1所示，基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，包括如下步骤：

S1、开始

启动基于调配一体化的配网综合智能告警系统。

S2、配网读入主网信息

配网EMS系统读入主网EMS系统的模型信息和量测数据，具体包括10～20kV及以上母线、主变、开关等物理及其联接关系信息，用于步骤S3的在线模型重建和潮流匹配；除此之外，配网EMS系统还需读入主网EMS系统的事故告警信息、继电保护动作信息、图形文件和事故简报等信息，用于步骤S4和步骤S5的告警信息的合并集成与告警模型的建立。

S3、模型合并重建与潮流匹配

通过关键字将配网模型信息与主网导入的模型信息关联，进行在线配网模型重建和潮流匹配。

对获取的主网EMS系统量测数据处理后，与配网EMS系统的量测数据合并得到一个正确、合理、可靠的网络模型，以便为后续的安全分析、风险评估和配网故障恢复辅助决策等提供更加准确全面的信息。

如图2，在线配网模型重建和潮流匹配的步骤是：

1)将配网EMS系统的坏数据排除后，进行状态估计和潮流计算，确定和主网之间的边界节点的电压幅值U、相角θ和当前注入功率P、Q；

2)将获取的主网模型进行等值，然后根据配网的边界实时信息，调整主网部分节点的相关状态量，使之与配网边界状态量匹配；选择边界节点的电压幅值U和有功注入P作为调节量，选择边界节点的相角θ和无功注入Q作为边界节点的已知量，采用灵敏度的方法进行调节潮流匹配；

3)根据调节结果，将配网模型与等值后的主网模型进行合并，得到完整的实时数据模型以供安全分析和评估使用。

S4、告警信息集成

将主网和配网的故障告警信息、继电保护动作信息、故障录波信息等高度集成，实现统一告警信息管理。EMS系统的数据支持平台系统有很多种，包括D5000、OPEN3000等，所形成的告警信息要能支持多系统平台的查阅和交互，以提高调度人员的工作效率。

采用的方法是，针对不同平台的不同格式CIM数据或不同格式SVG图形数据，建立从源XML格式数据中的对象类型及扩展对象类型到目标系统对象类型的映射，并提供从源XML格式数据对象属性到目标系统数据对象属性的转换脚本，形成对象类型映射插件。导入程序利用插件对CIM模型数据、SVG图形数据进行解析，形成一次、二次设备关联关系的映射，实现导入功能。

采用分层分布的组件化设计，真正实现“即插即用”的灵活集成。

在已有的配网告警信息基础上，引入实时重建的电网拓扑、量测等模型数据信息和主网告警相关信息，将单个装置的数据逻辑跳出原有的布线逻辑进行数字化、可视化，便于实现配网告警信息的正确筛选。

S5、告警模型构建

如图3，对告警进行建模，在配网EMS系统的数据平台上利用其保护整定系统的信息模型和保护配置，自动生成告警需要的保护模型，并实现与配网EMS系统遥信信息的自动对应以及一次设备的关联。

对配网潮流信息进行实时的比对和计算，发现扰动区域，并与变位信息、保护信息进行匹配，确认是故障扰动、人工操作还是错误信息，并给予告警提示。

配网EMS系统综合利用其SCADA告警信息、开关量测信息、报警信息和故障录波、挂配信息、检修信息等，自动识别出扰动信息源以及关系。识别出三类扰动信息：人工操作、事故扰动和错误告警信息。只有识别出是事故扰动的告警，才会做出进一步的处理，而对于人工操作和错误报警导致的告警，只需给出告警信息。

S6、安全评估与智能分析

1)安全评估

安全评估主要针对的是事中告警。对配网网络模型进行状态估计，获得准确的配网实时网络拓扑和潮流状态，从而分析停电设备及范围。

根据网络拓扑搜索发现停电设备及范围，包括厂站、变压器、线路和重要用户，并能够统计损失负荷情况，可用于操作前、检修计划安排和故障发生后的停电范围检查。

对于故障后的电网，迅速辨识出停电范围、失负荷量，以及带电区域的安全状态。对于未失电区，提出消除过载、保证系统安全运行的方案；对于停电区域则自动恢复供电决策模块，自动生成恢复控制的操作系列，详见步骤S8。

2)智能分析

实时监视配网EMS系统，对该系统进行静态安全分析、电压稳定安全分析计算，主要针对的是事前预警，对故障进行智能诊断。

通过静态安全分析计算得到静态安全预警子系统，静态安全预警告知用户，当配网发生故障造成元件运行越限时，或在基态就已存在越限时，应当采取什么措施(调哪些机组出力或变压器分接头)来缓解以致完全消除故障对系统造成的影响。

电压稳定预警系统由预处理单元、主功能单元和后处理单元三个部分构成。由于电压稳定评估和控制问题复杂性高，电压稳定预警系统既可以闭环运行，也可以开环运行，充分考虑运行人员及专家的参与。

基于时间溯因推理方法，以接收到的报警信息为诊断对象，通过溯因推理获取故障生成过程事件链，实现故障事件识别和智能报警。该算法可以对报警过程中的出错信息进行识别。

基于信息理论，对于不确定的故障报警给出的故障诊断结果不再是一个确定的解，而是多个可能发生的故障的概率分布。

S7、生成综合智能告警

实时提取、分析与配网告警有关的信息，具体信息包括：

1)智能遥测告警：包括配网断面及设备功率越限、设备电流越限、关口功率因数越限、关口无功倒送、监测点电压越限等，对遥信告警信号进行实时跟踪过滤与归并。判断是否越限详见步骤S8。

2)配网中发生故障的元件：

根据开关变位情况，通过网络拓扑分析，判断故障停电范围、及事故性质；并找出因本事故而导致的其它变电所停电、小系统解列事故等。若故障只能定位到停电区域，系统可计算出停电区域各元件的故障可信度，按故障可能概率分布并由大到小进行排队，并由配网调度员根据现场的检查汇报结果，最终确定故障设备。

3)异常报警信息及其原因分析：

根据故障设备－保护－开关间的因果逻辑分析，将异常的报警信息列出来，需要值班员再检查确认。

4)故障诊断结果的显示：

报警信息分类报表，紧急度分级；故障元件、位置，以及开关动作情况，在EMS系统全网一次系统接线图和GIS系统地理接线图上动态闪烁显示；故障分析结果展示采用表现“设备→保护→开关”的因果逻辑关系的事件树形式；紧急情况下，报警窗口主动推出，声光报警组合。

根据步骤S6事故分析的结果，过滤掉配网伪告警，并根据告警专家规则库，将同一事件或间隔告警信息合并成一条智能信息，同时给出最终的事故原因信息和综合报警信息，通过直观的地理图层显示报告给配网调度员，方便调度员直观地对配网进行运行监控、故障定位、停电范围分析、配网辅助决策分析等。

S8、自动生成辅助恢复控制决策

基于告警自动触发配网调度辅助决策控制：包括快速灵敏度分析、消除越限的负荷转移决策、基于备自投详细建模的快速电网风险评估、告警自动触发的停电恢复预案自动生成等功能。

1)快速风险评估

根据风险指标预测可能存在的事故风险；或者配网设备发生异常告警且为重要异常告警时，立刻触发一次以异常设备为对象的假想故障分析。

根据网架自动生成备自投装置，并且在做假想故障分析时，根据事先维护好的备自投装置模型将失电负荷自动导入带电供区，从而保证假象故障分析的计算精度。

风险评估的基本步骤通常包括以下四个方面：①确定元件的停运模型；②选择配网运行状态和计算故障概率；③评估所选择状态的后果；④计算风险指标。

本实施例采用的计算风险值公式为：R(C/Xt)＝ΣP(E/Xt)×S(C/E)(1)

式中Xt是故障前的运行状态；E是不确定的事故；C是不确定事故造成的后果；P(E/Xt)是在Xt下E出现的概率；S(C/E)是在E下产生C后果的严重度；R(C/Xt)是风险指标值。

根据风险评估指标，得到事故后果的严重性，将事故等级分为了七个级别：重大、较大、一般、五级、六级、七级、八级电网事故，可以根据风险等级的不同自动生成配网预警预案。

2)消除越限的负荷转移决策

故障导致配网支路越限的发生，配网EMS系统自动进行负荷转移决策分析，寻找可能的将流措施。

对于辐射型电网，采用倒负荷方法，实时地自动生成供区，针对越限支路下的每个负荷，寻找相邻的可转移供区，并查找合环开关和解环开关。

对于环型电网，采用灵敏度算法生成相关负荷转移策略，灵敏度分析就是获取注入点潮流对于支路潮流或者支路潮流对于支路潮流的线性关系，可以快速找出相关度最大的指路，从而确定潮流越限时的转移支路。

对于灵敏度为正的支路，建议切负荷或者升出力；对于灵敏度为负的支路，建议升负荷或者降出力。特别的，还能使用上面提到的倒负荷方法，将灵敏度较大的支路下的负荷倒入灵敏度较小的支路。

快速灵敏度分析方法对于潮流越限时的负荷转移辅助决策作用，可以尽可能的解决配网支路越限问题，而负荷转移后是否还存在越限问题需要进行进一步的判断和矫正。

3)消除越限的矫正控制

越限有设备、支路、断面等越限，监测越限并提供消除策略，采用安全约束的方法进行越限的校正控制。在一定目标函数下，通过控制变量的再安排，使调整后系统的运行状态满足各种安全约束条件。

该方法从状态估计获取配网实时状态，通过潮流计算和稳定断面监视对电网的各种元件和稳定断面进行监视和分析。如果发现越限，在考虑不同目标函数、各种控制变量和各项约束的情况下，计算出消除越限的控制策略，若越限校正计算无解时，提供使越限最小的控制操作。

相关物理量定义如下：

P_gi第i台发电机有功出力

Q_gi第i台发电机无功出力

P_cd-i第i个可控负荷的有功功率

Q_cd-i第i个可控负荷的无功功率

P_di第i个不可控负荷的有功功率

Q_di第i个不可控负荷的无功功率

P_dcln-i第i个直流系统有功功率

V电网节点电压

θ电网节点相角

可以采用不同的目标函数，包括送受电影响最小、调节容量最小、调节费用最小、调节设备最少、调节速率最快等。这里以调节费用最小来说明。

有功调度目标函数如下：

$min\underset{i=1}{\overset{Ng}{\Σ}}\left(w_{i1}\right|{\mathrm{\ΔP}}_{gi}\left|\right)+\underset{j=1}{\overset{Ncd}{\Σ}}\left(w_{j1}\right|{\mathrm{\ΔP}}_{cd-j}\left|\right)---\left(2\right)$

其中第一项为各发电机调节费用总和，Ng为参与校正控制发电机个数，ΔP_gi＝P_gi-P_gi ⁰为发电机i有功调整量，w_i1分别为第i台发电机调整费用的二次系数及一次系数；第二项为各可控负荷调节费用总和，Ncd为参与校正控制的可控负荷个数，其余变量意义类似第一项。

无功调度目标函数如下：

$min\underset{i=1}{\overset{Ng}{\Σ}}\left(w_{i1}\right|{\mathrm{\ΔQ}}_{gi}\left|\right)+\underset{j=1}{\overset{Ncd}{\Σ}}\left(w_{j1}\right|{\mathrm{\ΔQ}}_{cd-j}\left|\right)+\underset{k=1}{\overset{Ncp}{\Σ}}\left(w_{k1}\right|{\mathrm{\ΔQ}}_{cp-k}\left|\right)---\left(3\right)$

其中第一项为各发电机调节费用总和，Ng为参与校正控制发电机个数，ΔQ_gi＝Q_gi-Q_gi ⁰为发电机i有功调整量，w_i1为第i台发电机调整费用一次系数；第二项为各可控负荷调节费用总和，Ncd为参与校正控制的可控负荷个数，其余变量意义类似第一项。第三项为电容器调节费用总和。

控制变量是指参与校正控制的可调节手段，通过对控制变量的调节，重新安排系统的运行方式，从而消除越限。

安全约束调度的控制变量主要有：

机组有功功率P_gi；

机组无功功率Q_gi；

可控负荷节点有功功率P_cd-i；

可控负荷节点无功功率Q_cd-i；

直流系统有功功率P_dcln-i。

由以上控制变量可知，安全约束调度的控制对象类型主要是发电机、负荷和直流系统。其中总调直接控制的发电机功率由总调AGC负责调节，各中调控制的发电机功率由各中调负责调节，而直流功率由直流控制系统负责调节。

控制变量的调节上下限、调节速率、调节费用以及是否可控等信息来自于EMS系统，同时提供控制变量人工调整限值及相关参数的手段。系统可以方便地指定控制变量的作用和控制顺序，通过对这些控制变量的自由组合来适应不同的优化问题。

约束条件主要包括：

机组出力的有功功率、无功功率和功率因素限值：

P_min≤P_gi≤P_max

Q_min≤Q_gi≤Q_max(4)

pf_min≤P_gi/Q_gi≤pf_max

母线电压限值：

V_min≤V≤V_max(5)

支路有功潮流限值和电流限值(以节点i为首端，j为末端)：

P_ijmin≤P_ij≤P_ijmaxP_ij＝V_i ²G_ij-V_iV_j(G_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)

$(G_{ij}^2+B_{ij}^2)\[V_i^2+V_j^2-2V_i{V}_{j}cos({\mathrm{\θ}}_i-{\mathrm{\θ}}_j)\]\≤I_{ijmax}^2---\left(6\right)$

断面有功潮流限值：

$P_{Tie}^{\min }\≤\underset{(i,j)\∈Tie}{\Σ}Pij\≤P_{Tie}^{\max }---\left(7\right)$

(i,j∈Tie表示断面集中的线路，首端i、末端j节点。

重载元件重载限值：

P_ij≤P_ijmaxP_ij＝V_i ²G_ij-V_iV_j(G_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)(8)区域交换功率：

$P_{Tie}^{\min }\≤\underset{(i,j)\∈Tie}{\Σ}Pij\≤P_{Tie}^{\max }---\left(9\right)$

线路集Tie表示连接两个区域间的断面。

厂站总有功限值：

$P_{ST}^{\min }\≤\underset{i\∈ST}{\Σ}{P}_{gi}\≤P_{ST}^{\max }---\left(10\right)$

i∈ST表示厂站ST内的所有发电机。

控制变量限值：

P_min≤P_cd-i≤P_maxQ_min≤Q_cd-i≤Q_max可控负荷功率约束

P_min≤P_dcln-i≤P_max直流系统有功约束(11)

系统潮流平衡；

$\{\begin{array}{c}{P}_i=V_i^2{G}_{ii}+\underset{j\∈i}{\overset{j\≠i}{\Σ}}{V}_i{V}_j(G_{ij}{\mathrm{cos\θ}}_{ij}+B_{ij}{\mathrm{sin\θ}}_{ij})=0\\ Q_i=-V_i^2{B}_{ii}+\underset{j\∈i}{\overset{j\≠i}{\Σ}}{V}_i{V}_j(G_{ij}{\mathrm{sin\θ}}_{ij}-B_{ij}{\mathrm{cos\θ}}_{ij})=0\end{array}---\left(12\right)$

Gii、Bii为节点i自导纳，Gij、Bij为与节点i相连的节点互导纳。

人工指定约束。

所有约束的限值可以自由调整。对于不同的优化目标，约束条件由这些约束变量的不同组合表示。约束条件可以指定到某一设备，亦可指定到某类设备。

以上校正控制模型在数学上是一个多约束非线性优化问题，可写成如下的非线性规划标准形式：

minimizef(x)

subjecttoh(x)＝0

$\underset{\‾}{g}\≤g\left(x\right)\≤\stackrel{\‾}{g}---\left(13\right)$

其中：x∈R⁽ⁿ⁾,h(x)≡[h₁(x),…,h_m(x)]^T,g(x)≡[g₁(x),…,g_r(x)]^T。

采用高鲁棒性的现代内点法进行求解，在众多约束构成的可行域内搜索得到目标函数最优解。该算法为多项式时间算法，在具体应用中表现出计算速度快，适应性强等优点。

4)故障恢复辅助决策

在配网部分失去供电后，可以自动给出恢复供电策略。通过对地理定位功能与保护采集系统的线路故障测距功能的集成，将故障滤波器或者保护的线路故障测距信息，转化成电子沙盘的地理位置，并实时地在线路故障点标注相应的故障报警标识，从而更方便地实现故障定位于隔离。

决策设计两个阶段，第一阶段定位于给出一次设备的恢复操作系列，第二阶段实现考虑二次设备投退和调度规程的操作系列甚至是恢复操作票。

在配网部分失去供电后，可以自动给出恢复供电策略。恢复供电策略在保证支路不过载、电压不越限的情况下以最少的开关操作尽可能多地恢复失电负荷，并且保持网损最小、电网呈辐射状。

进行供电恢复的前提是通过系统潮流分析，状态估计确定停电区域，通过故障诊断方法和故障识别，找出需要隔离的故障设备。

如图4，从配网EMS系统获取实时重建模型，应用恢复供电系统的网络建模。通过事故分析形成的故障区域，用户对恢复的优先级进行设置，选择自动开环或者手工开环，最终形成恢复的操作序列。配网故障恢复辅助决策系统包含故障恢复离线分析和故障恢复的实时在线监测模块。

离线分析模块通过假定故障线路以及停电厂站，模拟停电事故的发生，再把故障结果提交到决策系统的计算模块，得到最终的恢复策略。用户可以将故障结果保存，方便时再读取进行分析比较。

实时监测模块定时将实时断面进行保存，记录下电网的实时状态。通过监控故障信号，当电网中发生故障时，系统再提取事故后断面信息，并且获取之前已存储的断面信息，通过比较两个断面，可以获取当前系统的停电区域以及停电设备，将故障结果提交到决策系统的计算模块，得到最终的恢复策略。

通过以上两个系统的分析计算生成恢复决策，首先利用深度优化搜索可用恢复路径，而配网存在着环网情况，需要进行解环。

不同的解环方案会导致不同的潮流分布，为了避免线路过载，建议建立如下的解环优化模型：

min∑(ΔP_i)²

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{A}_{i}X\≥1\\ \left|X\right|=m\end{array}\right.---\left(14\right)$

其中，ΔP_i线路i的过载量。

若解环后不出现线路过载，则解环的优化模型为：

$min\mathrm{\Σ}{\left(\frac{P_i}{P_i^{max}}\right)}^2$

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{A}_{i}X\≥1\\ \left|X\right|=m\end{array}\right.---\left(15\right)$

其中：优化问题的目标函数代表目标线路上潮流分布最均匀，P_i和分别代表线路优化后的有功和线路的最大有功。

对于优化模型(14)和(15)，本文采用启发式搜索的方法进行求解。对于出现过载的情况，按照(14)选取最优开环方案，对于未出现过载的情况，按照(15)选取最优开环方案。

根据负荷重要性计算可恢复的负荷量

以上提出的供电恢复算法，目标是尽可能使停电后经恢复得到的负荷水平达到停电前的状况。因此，若在恢复过程中存在部分线路过载，则需要依据停电前的负荷状况，结合负荷对线路的灵敏度和负荷的重要性等信息，计算负荷调整量作为可恢复的负荷水平。其优化求解模型如下：

$min\underset{i}{\Σ}{w}_i{\mathrm{\ΔP}}_{Di}$

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\underset{i}{\Σ}{S}_{ij}{\mathrm{\ΔP}}_{Di}\≥{\mathrm{\ΔP}}_{Lj}\\ 0\≤{\mathrm{\ΔP}}_{Di}\≤P_{Di}-P_{Di}^{min}\end{array}\right.---\left(16\right)$

其中：P_Di和代表负荷i的当前值和最小保留值，若负荷i可以全部切除则i＝1…N；

ΔP_Di代表负荷i的调节量i＝1…N；

wi为切除负荷i的代价i＝1…N，代价越大代表该负荷重要性越高；

ΔP_Lj为过载线路j的过载量j＝1…M；

S_ij代表切除负荷i有功对线路j有功的灵敏度因子。负荷切除后，发电机将自动调整以便平衡新的负荷，发电机自动调整方案的不同代价也不一样，该灵敏度综合考虑负荷切除后，发电机自动调整效益对线路功率的影响。

上述模型通过设定负荷的权重和最小保留值，使得优化得到的结果可以很好的体现负荷的重要性。

按照停电区域的优先级生成操作序列。

通过前面所提的计算步骤，得到了最终的目标供电方式。为了给调度员提供可执行的操作步骤，需要自动给出从目前的停电方式过渡到目标供电方式的操作系列。由于负荷重要性不同，要求优先恢复重要负荷。因此，按照变电站重要性逐个恢复。本文把一个变电站恢复供电的操作系列称为一个恢复任务。一个完整的恢复任务包含如下步骤：①闭合开关操作；②按最佳开环方案进行打开环网操作；③确定恢复的变电站负荷量以确保不过载。

生成操作序列的方法结合最优的开环序列，优先恢复重要地区的厂站和负荷，在每一步的操作策略中进行最少的开关变位操作以及考虑负荷的调整量。

最终将事故前的预警、事故中的故障信息与定位、事故后的处理决策展示给配网相关人员，给调控人员提供了充分、有效的监视与决策信息，便于其作出最合理的处理。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1）配网读入主网信息：配网能量管理系统（EMS）读入主网能量管理系统（EMS）的模型信息、量测数据和告警相关的信息等，用于步骤2）和步骤3）的在线模型重建和告警信息集成，便于主配模型一体化管理；

2）模型合并重建与潮流匹配：利用关键字将配网模型与主网导入的模型关联，进行在线配网模型重建和潮流匹配，同时对获取的主网EMS系统量测数据处理后，与配网EMS系统的量测数据合并得到一个正确、合理、可靠的网络模型；为后续步骤5）和步骤7）的安全分析、风险评估和配网故障恢复辅助决策等提供更加准确全面的模型信息；

3）告警信息集成：将主网和配网的故障告警信息、继电保护动作信息、故障录波信息等高度集成，实现统一告警信息管理，避免重复告警，提高工作效率；

4）告警模型构建：利用配网EMS系统的信息模型和保护配置，自动生成告警需要的保护模型，并实现与配网中遥信信息的自动对应以及一次设备的关联；

5）安全评估与智能分析：对步骤2）得到的模型进行状态估计，获得准确的实时网络拓扑和潮流状态，从而分析停电设备及范围；实时监视配网的运行状态，对其进行静态安全分析、电压稳定安全分析计算，以便事故分析；

6）生成综合智能告警：根据步骤3）和4）得到的结果，实时提取和分析与告警有关的信息，提取直观反映故障演变过程的故障事件链，过滤伪告警，并根据告警专家规则库，将同一事件或间隔告警信息合并成一条智能信息，同时给出最终的事故原因信息和综合报警信息，通过直观的地理图层展示方法，报告给配网调度员，方便故障定位；

7）自动生成辅助恢复控制决策：根据当前配网的状态及其变化趋势，自动生成包括消除越限的负荷转移与矫正控制决策、快速电网风险评估、告警自动触发的停电恢复预案等在内的辅助控制决策，实时提供给调度人员，辅助其及时、准确做出处理。

2.如权利要求1所述的基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，其特征在于所述步骤2）在线配网模型重建和潮流匹配具体为：

1)将配网EMS系统的坏数据排除后，进行状态估计和潮流计算，确定和主网之间的边界节点的电压幅值U、相角θ和当前注入功率P、Q；

2)将获取的主网模型进行等值，然后根据配网的边界实时信息，调整主网部分节点的相关状态量，使之与配网边界状态量匹配；选择边界节点的电压幅值U和有功注入P作为调节量，选择边界节点的相角θ和无功注入Q作为边界节点的已知量，采用灵敏度的方法进行调节潮流匹配；

3)根据调节结果，将配网模型和等值后的主网模型进行合并，得到完整的实时数据模型以供安全分析和评估使用。

3.如权利要求1所述的基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，其特征在于所述步骤6）实时提取、分析与配网告警有关的信息，具体包括：

智能遥测、遥信告警信息、配网中发生故障的元件信息、异常告警信息及其原因分析、故障诊断结果的显示信息。

4.如权利要求1所述的基于调配一体化的配网综合智能告警与处理方法，其特征在于所述步骤7）中的快速电网风险评估的基本步骤包括以下四个方面：①确定元件的停运模型；②选择配网运转状态和计算故障概率；③评估所选择状态的后果；④计算风险指标。