CN108805441A - 电力应急指挥系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力应急指挥系统，包括应急指挥平台、辅助终端和电厂终端所述应急指挥平台包括应急数据交换与联动平台、预测预警子系统和应急决策与指挥子系统。通过发生应急事件时，通过应急数据与联动平台实现基础数据、预警预测数据、应用评估数据以及应急预案信息的汇集与联动，通过预测预警子系统对警情信息进行响应，并通过应急决策与指挥子系统实现故障识别、辅助决策和应急指挥调度，最后通过电网三维可视化系统、视频会议模块和公众信息发布模块发布。本应急系统集预测预警、应急决策与指挥、善后恢复、模拟演练和信息发布功能为一体，具有信息集成度高、信息整合快捷、应急功能服务齐全、应急响应快的特点。

Description

电力应急指挥系统

技术领域

本发明涉及一种应急指挥系统，特别是一种电力应急指挥系统，属于应急指挥信息管理技术领域。

背景技术

目前，我国电力行业的应急管理体系日趋完善，各电网公司及发电企业都已具备完善的应急指挥管理体系，并完成了应急指挥中心及相关系统的建设。2014年10月国家能源局发布了《DLT1352-2014电力应急指挥中心技术导则》，指导规范了电力应急指挥中心的建设。虽然我国大部分流域已建设了集控中心，但由于流域水电站的地理位置分布较广，且大都数处于偏远山区，集控中心在建设使用过程除了保障设备的安全可靠运行的同时，如何提高应急管理水平，使得在发生紧急情况或事故时能及时响应处理，也是集控中心需要解决的问题。

随着科技的发展，在国内流域集控中心或各大型电力系统上均有建设应急管理体系，应急管理体系通常是指应急指挥系统。应急指挥系统(也称为电网应急平台)是实施应急快速响应及处置的工具，是采用先进信息技术，实现包括调度自动化系统、管理信息系统(MIS)、地理信息系统(GIS)、远程视频系统、视频会议系统等与应急信息资源的多源整合、软硬件结合的应急保障技术系统。现有技术中，在各个领域均出现了各种相应应急功能的应急指挥系统，例如申请号为201510248368.4的中国发明专利申请公开了一种可视化电网监测预警及应急指挥系统，包括监测装置、控制中心与应急指挥系统，监测装置通过无线网连接控制中心；控制中心还与应急指挥系统连接；控制中心包括数据分析系统、预警系统与可视化系统；将监测装置中监测得到的数据传输至控制中心并存储，经过数据分析系统的分析、判断，当数据超出预警的临界点或得到报警信息时，则预警系统发出警报信息，针对灾情情况通过移动终端通知相应工作人员，通过应急指挥系统实时指挥。该应急指挥系统在综合数据采集、数据智能分析、智能展示的基础上，加强对电网维护的管理，是一种较为直观与有效的辅助工具。但该系统存在如下缺陷：

1)对于应急事件的相关数据信息的采集监控对象较为有限，应急预案、应急资源、应急事件、应急演练等均未进行整合与应用，使得应急指挥系统在指挥中心、电厂和现场之间的信息传递和应急指挥事件的响应不及时；

2)未对警情进行有效的预估，也未采取有效的应急等级判别措施，使系统生成的应急预案无法针对性差，从而影响整个应急指挥的辅助决策的有效性。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种集预测预警、应急决策与指挥、善后恢复、模拟演练和信息发布功能为一体的电力应急指挥系统，具有信息整合快捷、应急功能服务齐全、应急指挥决策准确的特点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

电力应急指挥系统，包括应急指挥平台、辅助终端和电厂终端，所述辅助终端和电厂终端分别与应急指挥平台连接，其特征在于：所述应急指挥平台包括应急数据交换与联动平台、预测预警子系统和应急决策与指挥子系统，其中

所述预测预警子系统，用以根据辅助终端和电厂终端发来的信息实现对灾害信息处理与灾变因子的提取，电网运行安全与风险的预警，应急预案的管理以及报警信息的生成与表达；同时将灾害信息处理结果、灾变因子的提取结果、电网运行安全的预警评估结果和报警信息实时发送至应急数据交互与联动平台上；

所述应急决策与指挥子系统先是根据辅助终端、电厂终端和预测预警子系统发来的信息进行响应与处理，实现故障识别与应急等级的判别；然后根据应急等级来调用预测预警子系统内存储的应急预案，并对应生成相应的动态决策；最后得到的动态决策通过无线移动通信模块、视频会议模块、电网三维可视化系统中的任意一种或多种组合模式进行应急预案的实施；

所述应急数据交互与联动平台还连接有公众信息发布模块和善后恢复子系统，所述公众信息发布模块用于将预测预警子系统的报警信息和应急决策与指挥子系统的应急预案实施进行广播与发布，所述善后恢复子系统根据应急预案实施对电网进行恢复处置并对事故进行调查分析与存档。

上述方案中，为提高系统的应急能力，所述应急数据交换与联动平台上还连接有模拟演练与评估子系统，所述模拟演练与评估子系统用以将辅助终端和电厂终端的监测信息根据应急预案进行应急能力的演练与评估以及灾害演变的模拟。

上述方案中，还包括移动终端，所述移动终端通过无线通信模块分别与应急指挥平台和电厂终端连接，用以接收应急指挥平台和电厂终端发来应急指挥信息并实时向应急指挥平台和电厂终端反馈现场应急信息。

上述方案中，所述电厂终端用于获取电厂的基础数据信息并实时上传至应急指挥平台，所述电厂终端包括从控制平台和分别依次与从控制平台的输入端相连接的地理信息系统、雷电定位系统、视频监控系统、广域测量系统、信息录入系统和电厂缺陷上报系统，所述从控制平台的输出端连接所述应急数据交换与联动平台。

上述方案中，进一步优选地，所述电厂终端还包括管理信息系统，所述管理信息系统与从控制平台连接。

上述方案中，所述辅助终端包括气象预报系统、交通应急系统、疾病防控系统和应急指挥系统。

上述方案中，为了完善系统的功能，所述应急指挥平台还连接有突发事件输入模块、指挥预案输入模块和指挥决策输入模块，

所述突发事件输入模块与预测预警子系统连接，用以向灾害信息处理与灾变因子提取模块内输入电网突发事件信息，应急决策与指挥子系统中的故障识别与应急等级判别模块将突发事件信息进行预估以判别出对应的应急等级后生成最优应急预案，并发送至预案与动态决策模块上；

所述指挥预案输入模块与预测预警子系统中的应急预案管理连接，使指挥员能够根据现场实际情况对应急预案进行更正；

所述指挥决策输入模块与应急决策与指挥子系统中的应急预案实施模块连接，用以应急预案实施前对应急预案信息的更正。

上述方案中，所述故障识别与应急等级判别模块利用TOPSIS法实现对突发事件的预估以确定应急指挥平台的对应应急等级，其中选取当地曾发生过的由自然灾害引起的电力事故或选取受灾区域全黑的极端情况作为负理想状态，选取电网长时间正常运行的情况作为理想状态，具体的判别流程如下：

1)确定决策指标，获得指标原始数据：

选取受灾面积百分比s₁、负荷损失程度s₂、重要负荷损失程度s₃作为决策指标，其中受灾面积百分比s₁从气象预报系统获得，而负荷损失程度s₂和重要负荷损失程度s₃通过计算获得，由此形成考察状态向量S＝[s₁,s₂,s₃]；

2)构造加权规范化考察向量V：

V＝S*W＝[s₁w₁s₂w₂s₃w₃] (1)

式中W为权重矩阵，W＝

3)确定理想状态X^*和负理想状态X^-,

其中设理想状态对应为风和日丽的天气，不可能出现自然灾害，则决策指标数值均为0，即X^*＝[x₁ ^*,x₂ ^*,x₃ ^*]＝[0 0 0]；设负理想状态对应为某典型历史案例，受灾面积占全市M，受灾区域内负荷损失惨重，减供负荷达到事故前总负荷的N，其中重要负荷失电率达到H，则X^-＝[x₁ ^-,x₂ ^-,x₃ ^-]＝[M N H]*W，M、N、H均大于 0且小于等于1；

4)计算距离：包括与理想状态的距离Y^*和与负理想状态的距离Y^-

5)计算相对接近度Z：

Z＝Y^-/(Y^*+Y^-) (3)；

其中0≤Z≤1，Z越大表示被考察状态越接近理想状态，Z越小表示越负理想状态；

6)应急等级描述：

根据式(3)求得相对接近度Z,然后为相对接近度Z设置两个阀值κ₁和κ₂(0＜κ₁＜κ₂＜1)，同时设置I、II、III三级应急等级状态，分别对应“预启动模式”、“备战模式”和“调整模式”，其中

当0＜Z＜κ₁，应急指挥平台进入I级应急状态，对应“预启动模式”，此时灾害等级高，预计受灾面积大，将对电力基础设施形成毁灭性损坏，负荷损失惨重；

当κ₁＜Z＜κ₂，应急指挥平台进入II级应急状态，对应“备战模式”，此时灾害等级较高，预计受灾面积较大，电力基础设施损坏几率较大；

当κ₂＜Z＜1，应急指挥平台进入III级预备状态，对应“调整模式”，此时灾害等级较低，电力基础设施可能会出现损坏情况，可能造成负荷损失；

当Z＝1，表示无自然灾害风险，不需要进入应急状态。

上述方案中，进一步地，将步骤1)中的负荷损失程度s₂和重要负荷损失程度s₃分别计为C,C＇，则考察状态向量S＝[s₁,s₂,s₃]＝[s₁,C,C＇]，其中，负荷损失程度C由受灾区域内各负荷的失电概率与功率的乘积累加值除以功率的累加值得到，计算公式如下：

式中：n为受灾区域内负荷总数；φ_j为第j个负荷的失电概率；P_j为第j个负荷的功率；

重要负荷损失程度C＇反映预计受灾区域内重要负荷的失电情况，其计算公式如下：

式中：m为受灾区域内的重要负荷总数，m≤n；φ_k为第k个重要负荷的失电概率；P_k为第k个重要负荷的功率。

其中，(4)式中负荷的失电概率φ_j需要依靠电力设备停运概率ω_i来得到，第j 个负荷时，只有当它所有的供电路径均由于灾害成为停运路径的情况下，即记为失电负荷；而一条供电路径上，只要存在任一电力设备的停运，这条路径即记为停运路径；现记电力设备不停运概率为ω^- _i，另计供电线路的停运概率为γ_l，则φ_j、γ_l和ω_i的关系公式如下：

式中：l表示对应第j个负荷存在的供电路径有l种；i表示其中一条供电路径上含i个电力设备。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.未发生应急事件时，通过电厂终端、辅助终端和指挥平台对基础数据、应急资源、应急预案进行管理，并由预测预警子系统和应急决策与指挥子系统进行应急能力评估、灾害演变模拟以及应急能力演练的工作；当发生应急事件时，通过应急数据与联动平台实现基础数据、预警预测数据、应用评估数据以及应急预案信息的汇集与联动，通过预测预警子系统对警情信息进行响应，并通过应急决策与指挥子系统实现故障识别、辅助决策和应急指挥调度，最后通过电网三维可视化系统、无线移动通信模块、视频会议模块和公众信息发布模块进行应急信息的发布；事后，通过善后恢复子系统进行电网恢复处置、事故调查与分析、案例管理、总结评估与存档的工作。与现有技术相比，本应急系统集预测预警、应急决策与指挥、善后恢复、模拟演练和信息发布功能为一体，具有信息集成度高、信息整合快捷、应急功能服务齐全、应急响应快的特点。

2.本发明针对突发应急事件通过故障识别与应急等级判别模块来进行预估与判别，即利用TOPSIS法实现对突发事件的预估以确定应急指挥平台的对应应急等级，通过严格判别出的应急等级来对应启动响应等级的应急预案措施，大大提高应急决策的有效性和应急预案的可行性，从而有助于提高整个应急指挥系统的可靠性。

3.本系统使用结合移动终端的使用，能够提高数据之间的联动与应急信息的反馈，同时本发明还对应急预案、应急资源进行了响应管理与调用，系统功能多样，满足了各种应急事件发生的应急指挥工作，实用性强。

附图说明

图1是本发明的系统组成框图。

图2是本发明的应急指挥功能流程图。

图3是电网安全预测与预警模块和应急决策与指挥子系统的工作原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1，电力应急指挥系统，包括应急指挥平台、辅助终端和电厂终端，所述辅助终端和电厂终端分别与应急指挥平台连接。

所述应急指挥平台包括应急数据交换与联动平台、预测预警子系统和应急决策与指挥子系统，其中

所述预测预警子系统，用以根据辅助终端和电厂终端发来的信息实现对灾害信息处理与灾变因子的提取，电网运行安全与风险的预警，应急预案的管理以及报警信息的生成与表达；同时将灾害信息处理结果、灾变因子的提取结果、电网运行安全的预警评估结果和报警信息实时发送至应急数据交互与联动平台上。即所述预测预警子系统主要由灾害信息处理与灾变因子提取模块、电网安全预测与预警模块、电力短缺报警模块、应急预案管理模块和报警信息生成与表达模块组成。其中电网安全预测与预警模块与应急决策与指挥子系统连接，用于将安全预测与预警、应急预案生成与管理、应急评估演练与应急处理与决策单元进行数据的关联与汇集。

所述应急决策与指挥子系统先是根据辅助终端、电厂终端和预测预警子系统发来的信息进行响应与处理，实现故障识别与应急等级的判别；然后根据应急等级来调用预测预警子系统内存储的应急预案，并对应生成相应的动态决策；最后得到的动态决策通过无线移动通信模块、视频会议模块、电网三维可视化系统中的任意一种或多种组合模式进行应急预案的实施。即所述应急决策与指挥子系统主要由故障识别与应急等级判别模块、预案与动态决策模块、应急预案实施模块、电网三维可视化系统、地理信息系统、无线移动通信模块和视频会议模块组成。其中故障识别与应急等级判别模块、预案与动态决策模块、应急预案实施模块作为应急决策功能的数据执行模块，而电网三维可视化系统、地理信息系统、视频会议模块和无线移动通信模块参与应急指挥的信息发布、信息传输、信息录入等功能。

即本系统融合有现有无线通信技术、计算机网络、数据库、地理信息、图像处理GPS和个人数字助理等技术建立得到本无线移动电力应急指挥系统，能够实现人员定位跟踪与检测，紧急呼救与报警，多媒体数据传输并结合GPS迅速了解现场的周边情况，了解突发事件的背景和地理位置；应急指挥平台向移动终端、电厂终端或下级应急平台发送工作任务和指挥指令，通过移动通信技术从移动终端上基于地理图查询厂站、设备和故障的位置；短信的收发功能。

所述应急数据交互与联动平台还连接有公众信息发布模块、善后恢复子系统和模拟演练与评估子系统。所述公众信息发布模块用于将预测预警子系统的报警信息和应急决策与指挥子系统的应急预案实施进行广播与发布，所述善后恢复子系统根据应急预案实施对电网进行恢复处置并对事故进行调查分析与存档，所述模拟演练与评估子系统用以将辅助终端和电厂终端的监测信息根据应急预案进行应急能力的演练与评估以及灾害演变的模拟。

所述电力应急指挥系统,还包括移动终端，所述移动终端通过无线通信模块分别与应急指挥平台和电厂终端连接，用以接收应急指挥平台和电厂终端发来应急指挥信息并实时向应急指挥平台和电厂终端反馈现场应急信息。

所述电厂终端用于获取电厂的基础数据信息并实时上传至应急指挥平台，所述电厂终端包括从控制平台和分别依次与从控制平台的输入端相连接的地理信息系统、雷电定位系统、视频监控系统、广域测量系统、信息录入系统、电厂缺陷上报系统和管理信息系统，所述从控制平台的输出端连接所述应急数据交换与联动平台。即从控制平台实施本级电厂应急事件发生的应急指挥工作，同时将本级电厂的基础数据信息上传至应急指挥平台上，还接收应急指挥平台发来的应急指挥执行指令。本实施例中，所述地理信息系统采集采集本级电厂的地理位置、电厂各组成区域/电力设备的位置。所述雷电定位系统分布在本级电厂区域内，用以实时监测本级电厂所在位置的雷电活动。所述视频监控系统为本级电厂各个区域布控的视频监控系统，用以采集本级电厂的视频、音频等信息。所述广域测量系统是以GPS为采样基准，能全网同步采集本级电厂机组和线路的电压、电流以及重要的开关保护信号；并能计算得到电压和电流相量、频率和频率变化率、机组和线路功率、发电机内电势(功角)以及根据机组键相信号实测机组功角，用于在线监测电力系统中供电线路上是否正常。信息录入系统为本级电厂的输入模块，用以对数据的更正和数据信息的补充等操作。所述电厂缺陷上报系统供工作人员输入电力设备管理情况(设备缺陷)。所述管理信息系统与从控制平台连接，用于对本级电厂的规模、管理人员配备、电厂内电力设备管理情况、电厂配电对象与范围等相关内容进行记录。

所述辅助终端包括气象预报系统、交通应急系统、疾病防控系统和应急指挥系统。其中所述气象预报系统提供各个电厂的气象天气预报，交通应急系统用于提供应急交通资源和当前交通道路的情况，所述疾病防控系统用以提供疾病灾害情况和应急疾病灾害资源情况。

所述应急指挥平台还连接有突发事件输入模块、指挥预案输入模块和指挥决策输入模块。

所述突发事件输入模块与预测预警子系统连接，用以向灾害信息处理与灾变因子提取模块内输入电网突发事件信息，应急决策与指挥子系统中的故障识别与应急等级判别模块将突发事件信息进行预估以判别出对应的应急等级后生成最优应急预案，并发送至预案与动态决策模块上。

所述指挥预案输入模块与预测预警子系统中的应急预案管理连接，使指挥员能够根据现场实际情况对应急预案进行更正。

所述指挥决策输入模块与应急决策与指挥子系统中的应急预案实施模块连接，用以应急预案实施前对应急预案信息的更正。

如图3所示，为了实现对电网的安全预测与预警，除了利用电厂终端中各个数据采集与监视控制系统获得实时的电网状态和电网模型之外，还须针对自然灾害(冰雹、台风、洪水、火灾、地震等)、电力缺陷信息、设备缺陷甚至是战争、恐怖事件等突发事件建立相应模型，特别是对电网的危害模型。即通过气象预报系统、疾病防控系统和以及突发事件输入模块获取的以上自然灾害、电力缺陷信息、设备缺陷甚至是战争、恐怖事件等突发事件信息，并通过灾害信息处理与灾变因子提取模块来进行处理与分析。灾害信息处理与灾变因子提取模块根据电厂终端的广域测量系统发来的开关动作信号、保护动作信号数值的变化信息以及监控电网的相关系统得到信息，并结合电网模型、保护、自动装置的配置和动作逻辑，建立智能决策模型，从而从大量涌入的报警信息中识别出扰动信号的原因，即事故扰动信号、人工操作还是错误信息，然后给出真实的故障或故障组合；同时当信息不完整的情况下，则给出各种可能发生的故障组合以及每种故障组合发生的概率。

灾害信息处理与灾变因子提取模块得到的结果一方面用于动态生成电网在线安全预警的事故集，突破传统安全分析中采用认为制定的固定事故集的做法，可提高在线安全分析结果的科学性。以上信息用于修正或建立设备的停运模型，将其应用在运行风险评估，对电网运行的安全水平进行更全面的评估。通过现行的在线安全预警和运行风险评估两种技术可辨别出电网的安全薄弱点，并给出确定性和不确定性的量化指标。例如对电网薄弱区域，可结合其他系统信息判断当地是否配备足够的人力和物理资源，以备不时之需。

应急处理与决策是实现故障识别与信息分布、预案处理与应急实施的平台。通过与各信息系统的联动判断电网是否发生故障以及事故的等级，从而决定是否进入应急状态，同时通过信息平台发布响应事故信息。一旦进入应急状态，动态显示失电区域和受影响的重要用户列表，通过检索应急预案库或动态生成应急策略进行应急预案实施。利用应急数据交换与联动平台进行应急预案实施需要的人员调度、车辆调度、应急物质调度和流程管理。事故处理后，要进行综合评估和存档处理，以上信息可以用来模拟演练计算的案例和制作预案的参考。

其中，所述故障识别与应急等级判别模块利用TOPSIS法实现对突发事件的预估以确定应急指挥平台的对应应急等级，其中选取当地曾发生过的由自然灾害引起的电力事故或选取受灾区域全黑的极端情况作为负理想状态，选取电网长时间正常运行的情况作为理想状态。由于战争、恐怖事件等特殊事件发生的概率很小，则突发事件主要针对自然灾害事件。具体的应急判别流程如下：

1)确定决策指标，获得指标原始数据：

选取受灾面积百分比s₁、负荷损失程度s₂、重要负荷损失程度s₃作为决策指标，其中受灾面积百分比s₁从气象预报系统获得，而负荷损失程度s₂和重要负荷损失程度s₃通过计算获得，由此形成考察状态向量S＝[s₁,s₂,s₃]。

2)构造加权规范化考察向量V：

V＝S*W＝[s₁w₁s₂w₂s₃w₃] (1)

式中W为权重矩阵，W＝

3)确定理想状态X^*和负理想状态X^-,

其中设理想状态对应为风和日丽的天气，不可能出现自然灾害，则决策指标数值均为0，即X^*＝[x₁ ^*,x₂ ^*,x₃ ^*]＝[0 0 0]；设负理想状态对应为某典型历史案例，受灾面积占全市m，受灾区域内负荷损失惨重，减供负荷达到事故前总负荷的n，其中重要负荷失电率达到h，则X^-＝[x₁ ^-,x₂ ^-,x₃ ^-]＝[M N H]*W，M、N、H均大于 0且小于等于1。M、N和H的值根据当地实际的典型历史案例进行设定，不做具体限定。

4)计算距离：包括与理想状态的距离Y^*和与负理想状态的距离Y^-

5)计算相对接近度Z：

Z＝Y^-/(Y^*+Y^-) (3)；

其中0≤Z≤1，Z越大表示被考察状态越接近理想状态，Z越小表示越负理想状态；

6)应急等级描述：

根据式(3)求得相对接近度Z,然后为相对接近度Z设置两个阀值κ₁和κ₂(0＜κ₁＜κ₂＜1)，同时设置I、II、III三级应急等级状态，分别对应“预启动模式”、“备战模式”和“调整模式”，其中

当0＜Z＜κ₁，应急指挥平台进入I级应急状态，对应“预启动模式”，此时灾害等级高，预计受灾面积大，将对电力基础设施形成毁灭性损坏，负荷损失惨重；而针对I级应急状态时，应急指挥平台的工作可以为：立即停止指挥场所症状进行的其他活动，进入紧急响应模式，包括通知各职能部门，启动所有软硬设施，启动后勤保障工作等。

当κ₁＜Z＜κ₂，应急指挥平台进入II级应急状态，对应“备战模式”，此时灾害等级较高，预计受灾面积较大，电力基础设施损坏几率较大；而针对II级应急状态时，应急指挥平台的工作可以为：进行指挥中心的启动准备工作，包括停止指挥场所症状进行的其他活动，检查软硬设施工况，检查后勤资源备用情况等。

当κ₂＜Z＜1，应急指挥平台进入III级预备状态，对应“调整模式”，此时灾害等级较低，电力基础设施可能会出现损坏情况，可能造成负荷损失；而针对III级应急状态时，应急指挥平台的工作可以为：若指挥中心场所正在进行应急演练、培训等耗时较长且参与人数较多的活动，需终止进行；若正在进行电视电话会议等可以立即结束的活动可以正常进行；中心工作人员照常进行日常维护工作。

当Z＝1，表示无自然灾害风险，不需要进入应急状态。

将步骤1)中的负荷损失程度s₂和重要负荷损失程度s₃分别计为C,C＇，则考察状态向量S＝[s₁,s₂,s₃]＝[s₁,C,C＇]，两者的具体计算方法如下：

负荷损失程度C由受灾区域内各负荷的失电概率与功率的乘积累加值除以功率的累加值得到，计算公式如下：

式中：n为受灾区域内负荷总数；φ_j为第j个负荷的失电概率；P_j为第j个负荷的功率。其中，负荷的失电概率φ_j需要依靠电力设备停运概率ω_i来得到，第j 个负荷时，只有当它所有的供电路径均由于灾害成为停运路径的情况下，即记为失电负荷。而一条供电路径上，只要存在任一电力设备的停运，这条路径即记为停运路径；现记电力设备不停运概率为ω^- _i，另计供电线路的停运概率为γ_l，则φ_j、γ_l和ω_i的关系公式如下：

式中：l表示对应第j个负荷存在的供电路径有l种；i表示其中一条供电路径上含i个电力设备。

所述重要负荷损失程度C＇反映预计受灾区域内重要负荷的失电情况，其计算公式如下：

式中：m为受灾区域内的重要负荷总数，m≤n；φ_k为第k个重要负荷的失电概率；P_k为第k个重要负荷的功率。

如图2所示，所述电力应急指挥系统的指挥功能流程,包括以下步骤：

1)日常维护：Ⅰ)未发生应急事件时，通过电厂终端、辅助终端实时采集基础数据信息并上传至应急数据交换与联动平台，实现对基础数据的管理，Ⅱ)通过预测预警子系统对应急预案进行管理，并结合应急决策与指挥子系统实现对应急资源的管理；Ⅲ) 通过应急决策与指挥子系统实现应急能力的评估，并分别结合预测预警子系统、应急数据交换与联动平台实现灾害演变模拟和应急能力演练；

2)监测预防：通过应急数据与联动平台对步骤1)中获得的基础数据进行实时监控和预测预警，并通过应急决策与指挥子系统中的故障识别与应急等级判别模块将根据预警预测结果分别进行危险点评估、电网缺陷评估和应急评估，同时将各评估结果依次发送给预案与动态决策模块、模拟演练与评估模块；

3)应急响应：发生应急事件时，通过应急数据与联动平台实现基础数据、预警预测数据、应用评估数据以及应急预案信息的汇集与联动，通过预测预警子系统对警情信息进行响应，并通过应急决策与指挥子系统实现故障识别、辅助决策和应急指挥调度，最后通过电网三维可视化系统、无线移动通信模块、视频会议模块和公众信息发布模块进行应急信息的发布；

4)恢复处置：通过善后恢复子系统对电网进行恢复处置，并且当完成应急指挥工作后，进行事故调查与分析、总结评估与存档工作。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.电力应急指挥系统，包括应急指挥平台、辅助终端和电厂终端，所述辅助终端和电厂终端分别与应急指挥平台连接，其特征在于：所述应急指挥平台包括应急数据交换与联动平台、预测预警子系统和应急决策与指挥子系统，其中

所述预测预警子系统，用以根据辅助终端和电厂终端发来的信息实现对灾害信息处理与灾变因子的提取，电网运行安全与风险的预警，应急预案的管理以及报警信息的生成与表达；同时将灾害信息处理结果、灾变因子的提取结果、电网运行安全的预警评估结果和报警信息实时发送至应急数据交互与联动平台上；

所述应急决策与指挥子系统先是根据辅助终端、电厂终端和预测预警子系统发来的信息进行响应与处理，实现故障识别与应急等级的判别；然后根据应急等级来调用预测预警子系统内存储的应急预案，并对应生成相应的动态决策；最后得到的动态决策通过无线移动通信模块、视频会议模块、电网三维可视化系统中的任意一种或多种组合模式进行应急预案的实施；

所述应急数据交互与联动平台还连接有公众信息发布模块和善后恢复子系统，所述公众信息发布模块用于将预测预警子系统的报警信息和应急决策与指挥子系统的应急预案实施进行广播与发布，所述善后恢复子系统根据应急预案实施对电网进行恢复处置并对事故进行调查分析与存档。

2.根据权利要求1所述的电力应急指挥系统,其特征在于：所述应急数据交换与联动平台上还连接有模拟演练与评估子系统，所述模拟演练与评估子系统用以将辅助终端和电厂终端的监测信息根据应急预案进行应急能力的演练与评估以及灾害演变的模拟。

3.根据权利要求1或2所述的电力应急指挥系统,其特征在于：还包括移动终端，所述移动终端通过无线通信模块分别与应急指挥平台和电厂终端连接，用以接收应急指挥平台和电厂终端发来应急指挥信息并实时向应急指挥平台和电厂终端反馈现场应急信息。

4.根据权利要求1所述的电力应急指挥系统,其特征在于：所述电厂终端用于获取电厂的基础数据信息并实时上传至应急指挥平台，所述电厂终端包括从控制平台和分别依次与从控制平台的输入端相连接的地理信息系统、雷电定位系统、视频监控系统、广域测量系统、信息录入系统和电厂缺陷上报系统，所述从控制平台的输出端连接所述应急数据交换与联动平台。

5.根据权利要求4所述的电力应急指挥系统,其特征在于：所述电厂终端还包括管理信息系统，所述管理信息系统与从控制平台连接。

6.根据权利要求1所述的电力应急指挥系统,其特征在于：所述辅助终端包括气象预报系统、交通应急系统、疾病防控系统和应急指挥系统。

7.根据权利要求1所述的电力应急指挥系统,其特征在于：所述应急指挥平台还连接有突发事件输入模块、指挥预案输入模块和指挥决策输入模块，

所述突发事件输入模块与预测预警子系统连接，用以向灾害信息处理与灾变因子提取模块内输入电网突发事件信息，应急决策与指挥子系统中的故障识别与应急等级判别模块将突发事件信息进行预估以判别出对应的应急等级后生成最优应急预案，并发送至预案与动态决策模块上；

所述指挥预案输入模块与预测预警子系统中的应急预案管理连接，使指挥员能够根据现场实际情况对应急预案进行更正；

所述指挥决策输入模块与应急决策与指挥子系统中的应急预案实施模块连接，用以应急预案实施前对应急预案信息的更正。

8.根据权利要求7所述的电力应急指挥系统,其特征在于：所述故障识别与应急等级判别模块利用TOPSIS法实现对突发事件的预估以确定应急指挥平台的对应应急等级，其中选取当地曾发生过的由自然灾害引起的电力事故或选取受灾区域全黑的极端情况作为负理想状态，选取电网长时间正常运行的情况作为理想状态，具体的应急等级判别流程如下：

1)确定决策指标，获得指标原始数据：

选取受灾面积百分比s₁、负荷损失程度s₂、重要负荷损失程度s₃作为决策指标，其中受灾面积百分比s₁从气象预报系统获得，而负荷损失程度s₂和重要负荷损失程度s₃通过计算获得，由此形成考察状态向量S＝[s₁,s₂,s₃]；

2)构造加权规范化考察向量V：

V＝S*W＝[s₁w₁ s₂w₂ s₃w₃] (1)

式中W为权重矩阵，W＝

3)确定理想状态X^*和负理想状态X^-,

其中设理想状态对应为风和日丽的天气，不可能出现自然灾害，则决策指标数值均为0，即X^*＝[x₁ ^*,x₂ ^*,x₃ ^*]＝[0 0 0]；设负理想状态对应为某典型历史案例，受灾面积占全市M，受灾区域内负荷损失惨重，减供负荷达到事故前总负荷的N，其中重要负荷失电率达到H，则X^-＝[x₁ ^-,x₂ ^-,x₃ ^-]＝[M N H]*W，M、N、H均大于0且小于等于1；

4)计算距离：包括与理想状态的距离Y^*和与负理想状态的距离Y^-

5)计算相对接近度Z：

Z＝Y^-/(Y^*+Y^-) (3)；

其中0≤Z≤1，Z越大表示被考察状态越接近理想状态，Z越小表示越负理想状态；

6)应急等级描述：

根据式(3)求得相对接近度Z,然后为相对接近度Z设置两个阀值κ₁和κ₂(0＜κ₁＜κ₂＜1)，同时设置I、II、III三级应急等级状态，分别对应“预启动模式”、“备战模式”和“调整模式”，其中

当0＜Z＜κ₁，应急指挥平台进入I级应急状态，对应“预启动模式”，此时灾害等级高，预计受灾面积大，将对电力基础设施形成毁灭性损坏，负荷损失惨重；

当κ₁＜Z＜κ₂，应急指挥平台进入II级应急状态，对应“备战模式”，此时灾害等级较高，预计受灾面积较大，电力基础设施损坏几率较大；

当κ₂＜Z＜1，应急指挥平台进入III级预备状态，对应“调整模式”，此时灾害等级较低，电力基础设施可能会出现损坏情况，可能造成负荷损失；

当Z＝1，表示无自然灾害风险，不需要进入应急状态。

9.根据权利要求8所述的电力应急指挥系统,其特征在于：将步骤1)中的负荷损失程度s₂和重要负荷损失程度s₃分别计为C,C＇，则考察状态向量S＝[s₁,s₂,s₃]＝[s₁,C,C＇]，其中，负荷损失程度C由受灾区域内各负荷的失电概率与功率的乘积累加值除以功率的累加值得到，计算公式如下：

式中：n为受灾区域内负荷总数；φ_j为第j个负荷的失电概率；P_j为第j个负荷的功率；

重要负荷损失程度C＇反映预计受灾区域内重要负荷的失电情况，其计算公式如下：

式中：m为受灾区域内的重要负荷总数，m≤n；φ_k为第k个重要负荷的失电概率；P_k为第k个重要负荷的功率。

10.根据权利要求9所述的电力应急指挥系统,其特征在于：(4)式中负荷的失电概率φj需要依靠电力设备停运概率ω_i来得到，第j个负荷时，只有当它所有的供电路径均由于灾害成为停运路径的情况下，即记为失电负荷；而一条供电路径上，只要存在任一电力设备的停运，这条路径即记为停运路径；现记电力设备不停运概率为ω^- _i，另计供电线路的停运概率为γ_l，则φj、γ_l和ω_i的关系公式如下：

式中：l表示对应第j个负荷存在的供电路径有l种；i表示其中一条供电路径上含i个电力设备。