CN108009695A - 一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法 - Google Patents

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张俊芳
沈烨
王亚奇
宋晓健
吕友杰
康奇
孙瑜
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Abstract

本发明公开了一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，考虑不同指标之间的相关性，对主动配电网的运行进行风险评估，步骤：1)分析主动配电网的技术内容，提取主动配电网安全运行的影响因素；2)综合考虑经济性、可行性和对主动配电网故障的关联度，筛选影响因素，在此基础上建立主动配电网运行的风险评估指标体系；3)分析同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标权重；4)综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，建立主动配电网运行的风险评估模型，确定主动配电网运行的风险评估值。本发明所进行的风险评估能够全面的考虑对主动配电网运行安全有影响的因素。

Description

一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法
技术领域
本发明属于智能电网领域，具体涉及一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法。
背景技术
近年来，随着一次能源形势的日益严峻，电力需求的持续增长，世界各国正在积极开发利用可代替的新能源。以风能发电和光伏发电为主的间歇式能源接入配电网的问题也越来越受到重视，已成为国内外的研究热点。目前，我国成为全球风电规模最大、光伏发电增长最快的国家，国家电网是目前全球接入新能源规模最大的电网。由于传统的配电系统在未进行扩大规模投资的状态下会很快达到极限，不能再大规模接入新的间歇式发电和可再生能源，传统配电网处于亟待整改的阶段。针对这一现状，主动配电网技术应运而生，相比传统配电网，ADN具有以下主要特征：拥有一定比例的分布式可控资源、网络拓扑可灵活调节、较为完善的可观可控水平、可以实现协调优化管理。
主动配电网结构复杂，电网内部设备、线路等的故障会影响整个主动配电网的安全运行，对主动配电网进行风险评估，是保障主动配电网安全稳定运行的重要手段。但是，由于主动配电网仍然有许多关键技术未突破，理想的主动配电网仍停留于理论阶段，现对主动配电网的风险评估的研究不深入，大多是在传统配电网风险评估的基础上，考虑分布式能源并网带来的影响，不能全面的体现主动配电网的主动控制技术与协调管理水平对配电网运行风险的影响，而且建立的风险评估指标体系中，缺少对同级指标之间相关性、上下级指标之间反馈作用的分析。针对以上不足，本发明专利提出了一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法。
发明内容
本发明的目的在于全面的考虑主动配电网关键技术内容对主动配电网运行安全的影响，并虑及主动配电网风险评估过程中同级指标之间相关性、上下级指标之间反馈作用，从而准确的评估出主动配电网运行的风险值，为主动配电网的决策管理提供依据，提高主动配电网运行的稳定性与可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，包括以下步骤：
步骤一、分析主动配电网的技术内容，提取主动配电网安全运行的影响因素；
步骤二、综合考虑经济性、可行性和对主动配电网故障的关联度，筛选影响因素，在此基础上建立主动配电网运行的风险评估指标体系；
步骤三、分析同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标权重；
步骤四、综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，建立主动配电网运行的风险评估模型，确定主动配电网运行的风险评估值。
进一步，步骤一中，对主动配电网的关键技术内容进行分析，包括主动控制技术、主动管理技术、主动规划技术、电力电子技术、量测与态势感知技术和信息与通信技术，建立主动配电网的关键技术内容框架。
进一步，步骤二中，运用相关性分析、偏相关分析研究影响因素对主动配电网故障的关联度，按可行性、关联度、经济性的优先级筛选影响因素，首先考虑影响因素的可行性即可获得性，其次，按1:1比重考虑影响因素对主动配电网故障的关联度和经济性筛选出关键影响因素，运用层次分析法建立主动配电网的风险评估指标体系。
进一步，步骤二中，建立主动配电网的风险评估指标体系包括主动配电网的风险概率值指标体系和主动配电网的风险严重度指标体系。
进一步，步骤三中，运用网络分析法分析同一指标体系中同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标的权重。
进一步，步骤四中，建立主动配电网运行的风险评估模型，以最底层指标作为模型的输入，主动配电网运行的风险评估值作为模型的输出，从最下层指标开始计算风险值，从下而上的进行加法合成运算，分别得到主动配电网运行的风险概率值指标值和主动配电网的风险严重度指标值，综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，将他们进行乘法运算，最终得到主动配电网运行的风险评估值。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本发明在研究主动配电网关键技术内容的基础上，提取影响因素，所进行的风险评估能够全面的考虑对主动配电网运行安全有影响的因素；(2)本发明对提取的影响因素进行筛选，删除了冗余的与不可提取的信息，提取了关键影响因素，精简了风险评估的流程和模型，使得该风险评估的方法简单通用；(3)本发明虑及了主动配电网风险评估过程中同级指标之间相关性、上下级指标之间反馈作用，运用网络分析法确定指标权重，使得风险评估结果更为准确。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明的虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法流程图。
图2是本发明的主动配电网的关键技术框架图。
图3是本发明的层次分析法建立指标体系的结构图。
具体实施方式
本发明一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，方法流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、分析主动配电网的技术内容，提取主动配电网安全运行的影响因素；
步骤二、综合考虑经济性、可行性和对主动配电网故障的关联度，筛选影响因素，在此基础上建立主动配电网运行的风险评估指标体系；步骤三、分析同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标权重；
步骤四、综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，建立主动配电网运行的风险评估模型，确定主动配电网运行的风险评估值。
进一步，步骤一中，对主动配电网的关键技术内容进行分析，包括主动控制技术、主动管理技术、主动规划技术、电力电子技术、量测与态势感知技术和信息与通信技术，主动配电网的关键技术框架如图2所示。
进一步，步骤二中，运用相关性分析、偏相关分析研究影响因素对主动配电网故障的关联度，按可行性、关联度、经济性的优先级筛选影响因素，首先考虑影响因素的可行性即可获得性，其次，按1:1比重考虑影响因素对主动配电网故障的关联度和经济性筛选出关键影响因素，运用层次分析法建立主动配电网的风险评估指标体系，层次分析法建立指标体系的结构如图3。
相关系数的计算公式为：
式(1)中，r(x,y)表示两变量x,y的相关系数，xik，xjk表示变量x,y的样本，表示变量样本的平均值。
偏相关系数的计算公式为：
式(2)中，rxy(z)表示变量x，y的偏相关系数(消除变量z影响),rxy,rxz,ryz分别表示变量x,y,变量x,z,以及变量y,z之间的相关系数。
取相关系数、偏相关系数的绝对值表示影响因素对主动配电网运行安全的关联度，绝对值越大，表示关联度越大。
进一步，步骤二中，建立主动配电网的风险评估指标体系包括主动配电网的风险概率值指标体系和主动配电网的风险严重度指标体系。
进一步，步骤三中，运用网络分析法分析同一指标体系中同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标的权重。
首先，基于同一准则层各指标的相互作用，进行两两比较，确定未加权超矩阵：
式(3)中，C1、…、CN表示同一准则层的指标层指标，Wij表示第i、j指标之间比较获得的归一化特征向量，列和为1。
但是此时W不是归一化矩阵，为此，以准则层为准则，对准则层下各指标的重要性进行比较，得到一个归一化的排序向量：
将矩阵A和矩阵W相乘得到加权超矩阵W’：
W’＝A*W (5)
再对加权超矩阵做稳定处理，即计算极限相对排序向量，获得极限超矩阵为：
如极限收敛且唯一，则W∞第j列就是第j个准则层下各指标的权重。
进一步，步骤四中，建立主动配电网运行的风险评估模型，以最底层指标作为模型的输入，主动配电网运行的风险评估值作为模型的输出，从最下层指标开始计算风险值，从下而上的进行加法合成运算，分别得到主动配电网运行的风险概率值指标值和主动配电网的风险严重度指标值，综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，将他们进行乘法运算，最终得到主动配电网运行的风险评估值。
主动配电网运行的风险评估值计算公式为：
R(t)＝P(t)*S(t) (7)
式(7)中，P(t)、S(t)、R(t)分别为t时段内的主动配电网运行的风险概率评估值、风险后果评估值和综合风险评估值；
主动配电网运行的风险概率评估值计算公式为：
P(t)＝∑λi(∑μnpn(t)) (8)
式(8)中，μn、pn(t)分别为t时段内主动配电网运行的风险概率指标体系中第i个准则指标下第n个指标的权重和归一化指标值，λi为主动配电网运行的风险概率指标体系中第i个准则指标的权重；
主动配电网运行的风险后果评估值计算公式为：
S(t)＝∑λj(∑μmsm(t)) (9)
式(9)中，μm、sm(t)分别为t时段内主动配电网运行的风险后果指标体系中第j个准则指标下第m个指标的权重和归一化指标值，λj为主动配电网运行的风险后果指标体系中第j个准则指标的权重。

Claims (6)

1.一种虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，考虑不同指标之间的相关性，对主动配电网的运行进行风险评估，其特征在于，具体步骤：
步骤一、分析主动配电网的技术内容，提取主动配电网安全运行的影响因素；
步骤二、综合考虑经济性、可行性和对主动配电网故障的关联度，筛选影响因素，在此基础上建立主动配电网运行的风险评估指标体系；
步骤三、分析同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标权重；
步骤四、综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，建立主动配电网运行的风险评估模型，确定主动配电网运行的风险评估值。
2.如权利要求1所述的虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，其特征在于，步骤一中，对主动配电网的关键技术内容进行分析，包括主动控制技术、主动管理技术、主动规划技术、电力电子技术、量测与态势感知技术和信息与通信技术，建立主动配电网的关键技术内容框架。
3.如权利要求1所述的虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，其特征在于，步骤二中，运用相关性分析、偏相关分析研究影响因素对主动配电网故障的关联度，按可行性、关联度、经济性的优先级筛选影响因素，运用层次分析法建立主动配电网的风险评估指标体系。
4.如权利要求1或3所述的虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，其特征在于，建立主动配电网的风险评估指标体系包括主动配电网的风险概率值指标体系和主动配电网的风险严重度指标体系。
5.如权利要求1所述的虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，其特征在于，步骤三中，运用网络分析法分析同一指标体系中同级指标的相关性、上下级指标的反馈作用以及不同指标对主动配电网运行安全的影响，确定指标的权重。
6.如权利要求1所述的虑及指标相关性的主动配电网运行的风险评估方法，其特征在于，步骤四中，建立主动配电网运行的风险评估模型，以最底层指标作为模型的输入，主动配电网运行的风险评估值作为模型的输出，从最下层指标开始计算风险值，从下而上的进行加法合成运算，分别得到主动配电网运行的风险概率值指标值和主动配电网的风险严重度指标值，综合考虑主动配电网运行风险的概率值和严重度，将他们进行乘法运算，最终得到主动配电网运行的风险评估值。
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