CN109858729A - 一种配电网风险评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种配电网风险评估方法及装置，该方法包括：确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及一级评估指标对应的二级指标；获取二级指标的历史风险值；对历史风险值计算得到二级指标的主观权重、二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵；根据主观权重、客观权重和关系矩阵构建权重模型并求解，得到一级指标的综合权重；根据综合权重和获取到的一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。由于本发明中用于计算的综合权重同时考虑了指标的主观权重和客观权重，能够对灾害下电网的风险进行全面且准确评估。

Description

一种配电网风险评估方法及装置

技术领域

本发明涉及配电网分析技术领域，尤其涉及一种配电网风险评估方法及装置。

背景技术

电力系统涉及发、输、变、配、用等环节，是一个典型的复杂大系统，呈现非线性、高维、时变、多层动态特征，其安全运行受到自然灾害、设备缺陷及故障、战争、能源短缺及人为误操作等诸多因素的挑战。特别是自然灾害对电力系统的影响尤为严峻，是引起重大停电事故的重要因素。

现有技术中，评估专家可以通过层次分析法人为主观地对影响电网的灾害进行评估，其结果虽然较为准确，但完全由人为主观因素所决定，也有专家通过收集灾害的相关数据，通过熵权法对数据进行客观的分析，以确定灾害下电网的危险程度，然而该方法通常依赖数据的准确度，数据一旦不准，则导致分析结果不够准确。

因此，提供一种能够对灾害下电网的风险进行全面且准确评估的方法及装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种配电网风险评估方法及装置，能够对灾害下电网的风险进行全面且准确评估。

根据本发明的一个方面，提供一种配电网风险评估方法，包括：

确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及所述一级评估指标对应的二级指标；

获取所述二级指标的历史风险值；

对所述历史风险值计算得到所述二级指标的主观权重、所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵；

对权重模型进行求解得到所述一级指标的综合权重，所述权重模型包含所述综合权重与所述主观权重、所述客观权重、所述关系矩阵之间的对应关系；

根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

优选地，所述一级指标包括：灾害、电网的复杂网络和电网在灾害下的损失。

优选地，所述灾害对应的二级指标为灾害参数；

所述电网的复杂网络对应的二级指标为度、聚类系数、介数和平均距离长度；

所述电网在灾害下的损失对应的二级指标为失负荷率。

优选地，所述根据所述历史风险值计算得到所述二级指标的主观权重、所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵具体为：

通过层次分析法对所述历史风险值进行计算得到所述二级指标的主观权重，通过熵权法对所述历史风险值进行计算得到所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵。

优选地，所述权重模型为：

式中，w_j为二级指标的主观权重，μ_j为二级指标的客观权重，s_ij为二级指标与一级指标之间的关系矩阵，m为一级指标的数量，n为二级指标的数量。

优选地，所述确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及所述一级评估指标对应的二级指标之后还包括：

接收预置时间段内所述二级指标的历史风险值，构建电网灾害评估数据库。

优选地，所述根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果具体为：

根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行加权计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

根据本发明的另一方面，提供一种配电网风险评估装置，包括：

确定模块，用于确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及所述一级评估指标对应的二级指标；

获取模块，用于获取所述二级指标的历史风险值；

第一计算模块，用于对所述历史风险值计算得到所述二级指标的主观权重、所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵；

第二计算模块，用于对权重模型进行求解得到所述一级指标的综合权重，所述权重模型包含所述综合权重与所述主观权重、所述客观权重、所述关系矩阵之间的对应关系；

第三计算模块，用于根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

根据本发明的另一方面，提供一种配电网风险评估装置，包括：存储器，以及耦接至所述存储器的处理器；

所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如以上所述的配电网风险评估方法。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的配电网风险评估方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供的一种配电网风险评估方法及装置，该方法包括：确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及一级评估指标对应的二级指标；获取二级指标的历史风险值；对历史风险值计算得到二级指标的主观权重、二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵；根据主观权重、客观权重和关系矩阵构建权重模型并求解，得到一级指标的综合权重；根据综合权重和获取到的一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。本发明在确定用于评估灾害下电网的风险的一级指标和二级指标后，通过结合二级指标的主观权重和客观权重对权重模型进行求解，即可得到一级指标的综合权重，最后根据综合权重与对应的待评估风险值进行计算即可得到风险评估结果，由于本发明中用于计算的综合权重同时考虑了指标的主观权重和客观权重，能够对灾害下电网的风险进行全面且准确评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种配电网风险评估方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种配电网风险评估方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种配电网风险评估装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种配电网风险评估方法及装置，能够对灾害下电网的风险进行全面且准确评估。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种配电网风险评估方法的一个实施例，包括：

101、确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及一级评估指标对应的二级指标；

102、获取二级指标的历史风险值；

103、对历史风险值计算得到二级指标的主观权重、二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵；

104、对权重模型进行求解得到一级指标的综合权重，权重模型包含综合权重与主观权重、客观权重、关系矩阵之间的对应关系；

105、根据综合权重和获取到的一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

本发明在确定用于评估灾害下电网的风险的一级指标和二级指标后，通过结合二级指标的主观权重和客观权重对权重模型进行求解，即可得到一级指标的综合权重，最后根据综合权重与对应的待评估风险值进行计算即可得到风险评估结果，由于本发明中用于计算的综合权重同时考虑了指标的主观权重和客观权重，能够对灾害下电网的风险进行全面且准确评估。

以上为一种配电网风险评估方法的一个实施例，为进行更具体的说明，下面提供一种配电网风险评估方法的另一个实施例，请参阅图2，本发明提供的一种配电网风险评估方法的另一个实施例，包括：

201、确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及一级评估指标对应的二级指标；

在本实施例中，将电网的灾害风险分为实时风险、潜在风险和后果风险，以建立电网灾害评估指标体系，在该体系中，一级指标包括：灾害(为实时风险对应的评价指标)、电网的复杂网络(为潜在风险对应的评价指标)和电网在灾害下的损失(为后果风险对应的评价指标)。

灾害对应的二级指标为灾害参数，如当灾害为台风时，其对应的二级指标可以是降雨量、风速、雷击强度等等。

电网的复杂网络即将电网抽象为一个多个节点、多条线路的有权重的网络图，将所有节点分为发电机、变压器和负荷节点三类，可以针对不同情况建立加权和无权、有向和无向网络模型。针对网络脆弱性，复杂网络具备最基本特征指标，即复杂网络对应的二级指标为度、聚类系数、介数和平均距离长度，可以依据这些指标对网络模型模拟对现实电网的故障分析。

电网在灾害下的损失对应的二级指标为失负荷率，配电网在严重灾害下的失负荷率是反映电网的重要指标。考虑配网重构以及分布式电源，可以通过开关操作寻求最小失负荷量，以计算系统在灾害下的失负荷率反映灾害对配电网的后果风险。

202、接收预置时间段内二级指标的历史风险值，构建电网灾害评估数据库；

在确定所有的二级指标后，由于各个二级指标的数据来自不同的数据源，用户在各个数据源(电网防灾调度系统的子系统)调出某段时间内(如最近十年)的二级指标的数据，将这些数据转化为风险值(如降雨量的数据实际上为某个时间段降了多少雨水，通过特定的算法转化为风险值，此为本领域技术人员的公知技术，此处不做具体介绍)，即可得到预置时间段内二级指标的历史风险值，然后将这些风险值进行整合，建立电网灾害评估数据库。

203、获取二级指标的历史风险值；

从电网灾害评估数据库调用二级指标的历史风险值。

204、通过层次分析法对历史风险值进行计算得到二级指标的主观权重，通过熵权法对历史风险值进行计算得到二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵；

针对现有技术单一评价方法的不足，本发明实施例提出将层次分析法和熵权法组合集成，即层次分析—熵权组合优化法。运用层次分析法确定主观权重，运用熵权法确定客观权重，主客观结合，使用最小二乘法进行评估算法的组合优化。

故在确定各个二级指标的历史风险值后，通过层次分析法对历史风险值进行计算得到二级指标的主观权重，通过熵权法对历史风险值进行计算得到二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵。

205、对权重模型进行求解得到一级指标的综合权重，权重模型包含综合权重与主观权重、客观权重、关系矩阵之间的对应关系；

基于层次分析法和熵权法的主客观权重的偏差理应越小越好，据此建立最小二乘法优化组合的权重模型如下：

式中，w_j为二级指标的主观权重，μ_j为二级指标的客观权重，s_ij为二级指标与一级指标之间的关系矩阵，m为一级指标的数量，n为二级指标的数量。

利用拉格朗日方法求解上述模型，即可得到各个一级指标的综合权重值，故该模型的输出值为一个1×3的矩阵。

206、根据综合权重和获取到的一级指标的待评估风险值进行加权计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

当用户欲评估电网在某个目标灾害下的风险时，则可以获取到三个一级指标的综合权值，并获取到三个风险指标对应的待评估风险值，一一对应然后进行加权计算即可得到电网在该目标灾害下的风险评估结果。

本发明所涉及的一种配电网风险评估方法，通过对配电网防灾调度系统的数据信息进行采集，并对数据进行预处理，建立灾害评估体系，其反映配电网在恶劣灾害下的危险程度，并采用具有主客观结合的层次分析—熵权组合优化法对严重灾害情况下配电网进行风险评估。该方法作为一种配电网风险综合评估方法，利用主客观结合的层次分析—熵权组合优化法，可实现对灾害下配电网的实时风险、潜在风险、后果风险进行综合评估，并有较好的容错能力。

请参阅图3，本发明提供的一种配电网风险评估装置的一个实施例，包括：

确定模块301，用于确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及一级评估指标对应的二级指标；

获取模块302，用于获取二级指标的历史风险值；

第一计算模块303，用于对历史风险值计算得到二级指标的主观权重、二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵；

第二计算模块304，用于对权重模型进行求解得到一级指标的综合权重，权重模型包含综合权重与主观权重、客观权重、关系矩阵之间的对应关系；

第三计算模块305，用于根据综合权重和获取到的一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

可选的，一级指标包括：灾害、电网的复杂网络和电网在灾害下的损失。

可选的，灾害对应的二级指标为灾害参数；

电网的复杂网络对应的二级指标为度、聚类系数、介数和平均距离长度；

电网在灾害下的损失对应的二级指标为失负荷率。

可选的，第一计算模块303还用于通过层次分析法对历史风险值进行计算得到二级指标的主观权重，通过熵权法对历史风险值进行计算得到二级指标的客观权重、二级指标与一级指标之间的关系矩阵。

可选的，权重模型为：

式中，w_j为二级指标的主观权重，μ_j为二级指标的客观权重，s_ij为二级指标与一级指标之间的关系矩阵，m为一级指标的数量，n为二级指标的数量。

可选的，本发明实施例提供的一种配电网风险评估装置还包括：

构建模块，用于接收预置时间段内二级指标的历史风险值，构建电网灾害评估数据库。

可选的，第三计算模块305还用于根据综合权重和获取到的一级指标的待评估风险值进行加权计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

本发明提供的一种配电网风险评估装置的另一个实施例，包括：存储器，以及耦接至所述存储器的处理器；

所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如以上所述的配电网风险评估方法。

本发明还涉及一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的配电网风险评估方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种配电网风险评估方法，其特征在于，包括：

确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及所述一级评估指标对应的二级指标；

获取所述二级指标的历史风险值；

对所述历史风险值计算得到所述二级指标的主观权重、所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵；

对权重模型进行求解得到所述一级指标的综合权重，所述权重模型包含所述综合权重与所述主观权重、所述客观权重、所述关系矩阵之间的对应关系；

根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

2.根据权利要求1所述的配电网风险评估方法，其特征在于，所述一级指标包括：灾害、电网的复杂网络和电网在灾害下的损失。

3.根据权利要求2所述的配电网风险评估方法，其特征在于，所述灾害对应的二级指标为灾害参数；

所述电网的复杂网络对应的二级指标为度、聚类系数、介数和平均距离长度；

所述电网在灾害下的损失对应的二级指标为失负荷率。

4.根据权利要求1或3所述的配电网风险评估方法，其特征在于，所述根据所述历史风险值计算得到所述二级指标的主观权重、所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵具体为：

通过层次分析法对所述历史风险值进行计算得到所述二级指标的主观权重，通过熵权法对所述历史风险值进行计算得到所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵。

5.根据权利要求4所述的配电网风险评估方法，其特征在于，所述权重模型为：

式中，w_j为二级指标的主观权重，μ_j为二级指标的客观权重，s_ij为二级指标与一级指标之间的关系矩阵，m为一级指标的数量，n为二级指标的数量。

6.根据权利要求1所述的配电网风险评估方法，其特征在于，所述确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及所述一级评估指标对应的二级指标之后还包括：

接收预置时间段内所述二级指标的历史风险值，构建电网灾害评估数据库。

7.根据权利要求1所述的配电网风险评估方法，其特征在于，所述根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果具体为：

根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行加权计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

8.一种配电网风险评估装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定用于对电网在灾害下进行风险评估的一级指标，及所述一级评估指标对应的二级指标；

获取模块，用于获取所述二级指标的历史风险值；

第一计算模块，用于对所述历史风险值计算得到所述二级指标的主观权重、所述二级指标的客观权重、所述二级指标与所述一级指标之间的关系矩阵；

第二计算模块，用于对权重模型进行求解得到所述一级指标的综合权重，所述权重模型包含所述综合权重与所述主观权重、所述客观权重、所述关系矩阵之间的对应关系；

第三计算模块，用于根据所述综合权重和获取到的所述一级指标的待评估风险值进行计算，得到电网在目标灾害下的风险评估结果。

9.一种配电网风险评估装置，其特征在于，包括：存储器，以及耦接至所述存储器的处理器；

所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如权利要求1至7任意一项所述的配电网风险评估方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述的配电网风险评估方法。