CN108695846B - 一种单元制配电网运行风险评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单元制配电网运行风险评估方法，属于电力系统智能分析与控制技术领域，根据目前大力推广的单元制配电网规划改造，将配电网架结构分为若干单元，单元制配电网运行风险分析首先以供电单元为最小逻辑分析单位，对供电逻辑单元内配电网获取模型及运行方式；然后基于风险值矩阵定量地评估多种风险因素的发生概率和严重程度，构建单元制配电网运行风险评估指标体系。最后在完成各个逻辑单元的配电网风险分析后，对计算得到的电网风险评估指标进行风险评级；通过本发明，可便于自动辨识各单元格内配电网薄弱环节，能够提前对影响较大的风险项进行预防，减少对单元制配电网的危害，提高用户供电可靠性。

Description

一种单元制配电网运行风险评估方法

技术领域

本发明属于电力系统智能分析与控制技术领域，尤指一种单元制配电网运行风险评估方法。

背景技术

随着城市建设规模的不断扩大,城市配电网规模不断加大，如何有效、清晰的管理配电网的运行、检修、故障处理，不能简单的归类为管理问题或技术问题，需要将两者结合起来。网格化单元制规划是指以地块用电需求为导向，将中压配电网按区块合理划分为若干供电单元，以单元格为单位开展配网规划，形成“一格一规划”。通过规划，每个供电单元内形成一个相对独立的线路网架接线结构，独立承担该区块的正常供电任务，可以将城市配电网规划工作逐步由“粗放式”向“精细化”转变。

鉴于单元制配电网的大力推广和相关风险评估的迫切需求，目前尚缺乏针对单元制配电网的准确快速地进行可靠性评估以及安全预警方法。

单元制配电网即按网架现状、负荷分布、地理分界等实际情况，将复杂的配电网划分为多个相对独立的单元格，并采用若干组标准接线对每一个网格直接、独立供电。按照供电区域差异化的规划标准，确定中压配电网目标网架接线模式，科学的将各供电分区划分为若干供电逻辑单元，以供电逻辑单元作为中压配电网规划、项目管理、用户接入、运行控制的基本单位，满足配电网建设、用户接入的高可靠运行需求。

传统配电自动化风险评估仅通常以馈线为单位全网一体建模，然后基于此模型进行网络拓扑分析和风险评估，而随着单元制配电网的大力推广，目前尚缺乏针对单元制配电网模型建立的可靠性评估以及安全预警方法。因此，很有必要建立专门针对单元制配电网运行风险的量化评估方法，以供电单元为最小逻辑分析单位，获取单元制配电网模型及运行方式，每次选取一个或多个供电单元格进行风险评估，对计算得到的电网风险评估指标进行风险评级，以便运行人员能够提前做好单元制配电网风险的感知与预防预控，确保电网的安全稳定运行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种针对单元制配电网的运行风险评估方法。首先以供电单元为最小逻辑分析单位，对供电逻辑单元内配电网获取模型及运行方式；然后基于风险值矩阵定量地评估多种风险因素的发生概率和严重程度，构建单元制配电网运行风险评估指标体系，对各风险因素对单元制配电网的影响进行分级评价。最后在完成各个逻辑单元的配电网风险分析后，将各个逻辑单元的风险分析结果进行汇总，对相互关联、相互影响的单元进行综合分析，并给出总体结论。这样可自动辨识单元制配电网薄弱环节，能够提前对影响较大的风险项进行预防，减少对单元制配电网的危害，提高用户供电可靠性。

为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：

一种单元制配电网运行风险评估方法，包括以下步骤：

步骤一、以供电单元为最小逻辑分析单位，获取单元制配电网模型及运行方式；

以开闭所中的联络开关为最小分析元素，以开闭所中单段母线段划分最小分析单元；

从配电网SCADA系统获取单元制配电网模型和运行方式；

步骤二、单元制配电网故障风险扫描：

故障风险扫描基于单元制模型的配电网的风险因素；

步骤三、风险评估值计算：

将可能性概率用故障一年发生的频次表示，风险发生的严重性后果按照不同的设备类型赋以不同的权重来表示；风险因素的风险评估值用F表示，发生次数用P表示，严重性后果用V表示，则按照公式(1)计算风险评估值：

F＝P×V (1)

配电网被分为m个单元格，有n种风险因素，形成一个m×n的一个矩阵p，公式(2)所示：

其中，P_ij(i＝1,2…m，j＝1,2…n)表示第i个单元格由于第j种风险因素发生的故障次数；

各单元格的风险因素严重性后果为矩阵V，公式(3)表示；V₁、V₂……V_n为各风险因素的权重调节参数；

根据公式(1)，风险值矩阵F为矩阵P与矩阵V的乘积，得到一个m行1列的矩阵，公式(4)：

风险值矩阵F里单元格的值越大，表示该单元格的风险越严重；反之，风险值矩阵F里单元格的值越小，表示风险越小；

步骤四、单元制配电网风险评级：

构建单元制配电网多层级风险评估体系，将各单元格面临的风险大小划分为Q个等级，建立电网风险评估等级划分表，对计算得到的电网风险评估指标F进行风险评级，实现针对各单元格配电网运行风险的量化评估。

较优地，配电网模型包括配电网开关、配电网母线、配电网馈线段和配电网负荷。

较优地，运行方式包括配电网开关的分合状态、配电网开关的电流值及有功值和配电网负荷的电流值及有功值。

风险因素包括线路电流越限、主变功率越限、母线电压越限、损失负荷功率、损失用户数和损失重要用户数。

权重调节参数取值为大于等于1的整数。

较优地，电网风险评估等级划分为5个等级，分别为“等级1”～“等级5”，对单元制配电网风险等级划分为表1：

表1单元制配电网风险等级划分

风险等级	风险值区间	风险描述	网络安全级别
				1	[1-5]	极低	安全
2	(5-10]	低	较安全
				3	(10-15]	中等	警戒
4	(15-20]	高	较危险
				5	>20	极高	危险

本发明的所达到的有益效果：

本发明的一种针对单元制配电网的运行风险评估方法，首先以供电单元为最小逻辑分析单位，对供电逻辑单元内配电网获取模型及运行方式；然后基于风险值矩阵定量地评估多种风险因素的发生概率和严重程度，构建单元制配电网运行风险评估指标体系，对各风险因素对单元制配电网的影响进行分级评价。最后在完成各个逻辑单元的配电网风险分析后，将各个逻辑单元的风险分析结果进行汇总，对相互关联、相互影响的单元进行综合分析，并给出总体结论。这样可自动辨识单元制配电网薄弱环节，能够提前对影响较大的风险项进行预防，减少对单元制配电网的危害，提高用户供电可靠性。

本发明通过获取供电逻辑单元内配电网获取模型及运行方式，基于风险值矩阵定量地评估多种风险因素的发生概率和严重程度，在完成各个逻辑单元的配电网风险分析后，实现总体量化评估与综合分析，从而帮助运行人员及时优化电配电网正常运行方式，调整配电网运行策略，做好配电网运行风险防控准备，为配电网的安全稳定运行提供有力的技术支撑。

附图说明

图1为本发明的一种单元制配电网运行风险评估方法的功能流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

下面结合附图1对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种单元制配电网运行风险评估方法，包括以下步骤：

步骤一、以供电单元为最小逻辑分析单位，获取单元制配电网模型及运行方式；

每个供电网格本身是一个相对独立供电区域，其与其他供电网格间一般少有联络，但每个供电网格内的馈线路之间有联络开关。获取单元制配电网模型的最小分析元素和最小分析单元，以开闭所中的联络开关为最小分析元素，以开闭所中单段母线段划分最小分析单元(单段母线段不是最小分析单元。是以单段母线段划分最小分析单元，每个开闭所由多段母线分析单元组成，通过将母线模型组合的方式构成整个单元制网架结构)，每个最小分析单元包括若干个联络开关(最小分析元素)。

从配电网SCADA系统获取单元制配电网模型和运行方式，所述配电网模型包括配电网开关、配电网母线、配电网馈线段和配电网负荷，所述运行方式指配电网开关的分合状态、配电网开关的电流值及有功值和配电网负荷的电流值及有功值；

(联络开关是连接到其它开闭所或开闭所之间的互连开关；配电网开关是指配电网模型中普通开关或刀闸)

步骤二、单元制配电网故障风险扫描：

扫描基于单元制模型的配电网的风险因素；风险因素包括线路电流越限、主变功率越限、母线电压越限、损失负荷功率、损失用户数和损失重要用户数。

步骤三、风险评估值计算：

在进行运行风险评估时，将可能性概率用故障一年发生的频次表示，风险发生的严重性后果按照不同的设备类型赋予以不同的权重来表示；风险因素的风险评估值用F表示，发生次数用P表示，严重性后果用V表示，则按照公式(1)计算风险评估值：

F＝P×V (1)

配电网被分为m个单元格，有n种风险因素，形成一个m×n的一个矩阵p，公式(2)所示：

其中，P_ij(i＝1,2…m，j＝1,2…n)表示第i个单元格由于第j种风险因素发生的故障次数。其中，风险因素包括：线路电流越限、主变功率越限、母线电压越限、损失负荷功率、损失用户数和损失重要用户数。

各单元格的风险因素严重性后果为矩阵V，公式(3)表示。V₁、V₂……V_n为各风险因素的权重调节参数，取大于等于1的整数，V值越大，说明影响程度更严重。

根据公式(1)，风险值矩阵F为矩阵P与矩阵V的乘积，得到一个m行1列的矩阵，即公式(4)所示：

风险值矩阵F里单元格的值越大，表示该单元格的风险越严重；反之，风险值矩阵F里单元格的值越小。表示风险越小；

步骤四、单元制配电网风险评级：

在完成各个逻辑单元的配电网风险分析后，将各个逻辑单元的风险分析结果进行汇总，对相互关联、相互影响的单元进行综合分析，并得出单元制配电网风险评级。

为合理地对单元制配电网进行风险评估，构建单元制配电网多层级风险评估体系，将各单元格面临的风险大小划分为以下5个等级。根据建立好的电网风险评估等级划分表(“等级1”～“等级5”)，对计算得到的电网风险评估指标F进行风险评级，实现针对各单元格配电网运行风险的量化评估。

表1单元制配电网风险等级划分表

风险等级	风险值区间	风险描述	网络安全级别
				1	[1-5]	极低	安全
2	(5-10]	低	较安全
				3	(10-15]	中等	警戒
4	(15-20]	高	较危险
				5	>20	极高	危险

表1中的风险值为风险值矩阵F里单元格的值。

以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种单元制配电网运行风险评估方法，包括以下步骤：

步骤一、以供电单元为最小逻辑分析单位，获取单元制配电网模型及运行方式；

以开闭所中的联络开关为最小分析元素，以开闭所中单段母线段划分最小分析单元；

从配电网SCADA系统获取单元制配电网模型和运行方式；

步骤二、单元制配电网故障风险扫描：

故障风险扫描基于单元制模型的配电网的风险因素；

步骤三、风险评估值计算：

将可能性概率用故障一年发生的频次表示，风险发生的严重性后果按照不同的设备类型赋以不同的权重来表示；风险因素的风险评估值用F表示，发生次数用P表示，严重性后果用V表示，则按照公式(1)计算风险评估值：

F＝P×V (1)

配电网被分为m个单元格，有n种风险因素，形成一个m×n的一个矩阵p，公式(2)所示：

其中，P_ij表示第i个单元格由于第j种风险因素发生的故障次数，其中i＝1,2…m，j＝1,2…n；

各单元格的风险因素严重性后果为矩阵V，公式(3)表示；V₁、V₂……V_n为各风险因素的权重调节参数；

根据公式(1)，风险值矩阵F为矩阵P与矩阵V的乘积，得到一个m行1列的矩阵，公式(4)：

风险值矩阵F里单元格的值越大，表示该单元格的风险越严重；反之，风险值矩阵F里单元格的值越小，表示所述单元格的风险越小；

步骤四、单元制配电网风险评级：

构建单元制配电网多层级风险评估体系，将各单元格面临的风险大小划分为Q个等级，建立电网风险评估等级划分表，对计算得到的电网风险评估指标F进行风险评级，实现针对各单元格配电网运行风险的量化评估；

配电网模型包括配电网开关、配电网母线、配电网馈线段和配电网负荷；

所述运行方式包括配电网开关的分合状态、配电网开关的电流值及有功值和配电网负荷的电流值及有功值；

风险因素包括线路电流越限、主变功率越限、母线电压越限、损失负荷功率、损失用户数和损失重要用户数。

2.根据权利要求1所述的一种单元制配电网运行风险评估方法，其特征在于，权重调节参数取值为大于等于1的整数。

3.根据权利要求1所述的一种单元制配电网运行风险评估方法，其特征在于，

电网风险评估等级划分为5个等级，分别为“等级1”～“等级5”，对单元制配电网风险等级划分为表1：

表1 单元制配电网风险等级划分

风险等级 风险值区间 风险描述 网络安全级别 1 [1-5] 极低 安全 2 (5-10] 低 较安全 3 (10-15] 中等 警戒 4 (15-20] 高 较危险 5 >20 极高 危险

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