CN109993665B - 电力系统在线安全稳定评估方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力系统在线安全稳定评估方法、装置及系统，包括获取当前状态安全稳定评估指标，所述当前状态安全稳定评估指标包括基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分别包括若干个二级指标；获取电网当前运行状态，计算出基态安全评估指标和基态稳定评估指标中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估和基态稳定评估。本发明将电网当前运行状态和预想故障下的安全稳定评估指标分别按安全性和稳定性划分为两个大类，便于调控人员更为有效辨识电网安全稳定特征。

Description

电力系统在线安全稳定评估方法、装置及系统

技术领域

本发明属于电网调度运行与控制技术领域，具体涉及电力系统在线安全稳定评估方法、装置及系统。

背景技术

随着特高压输电工程的不断推进，电网一体化特征逐渐显现，电网安全稳定特性更加复杂；随着风光新能源发电占比持续增大和多能互补技术逐渐应用，电力系统发电侧和负荷侧的不确定因素不断增多；随着电力市场不断推进，电力交易规模不断增大，现货交易占比持续增大。这些都要求电网调控人员能够及时精确掌握电网的安全稳定特性，充分挖掘电网的输电潜力，提高电网的整体运行效益。

随着调度自动化系统监控范围的不断扩大，在线安全稳定评估功能已经逐渐成为电网调控人员及时精确掌握电网的安全稳定特性的重要手段。不过，现有的在线安全稳定评估功能给出的评估结果还没有形成体系，只是针对不同的安全稳定问题给出单一的、相互之间没有关联的评估结果。例如，针对当前运行状态的安全评估，只是分别给出各个设备的过载安全裕度和各个节点的电压安全裕度列表，没有给出一个综合设备过载和节点电压安全的裕度，以及设备过载和节点电压安全的分布特性；针对预想故障下的安全稳定评估，也只是分别给出各个预想故障下的各类安全稳定裕度，甚至在暂态功角失稳情况因为没有考虑发电机频率保护动作都不能进行其它安全稳定性的评估，没有将预想故障下的各类安全稳定问题按安全性和稳定性大类，以及安全等级和稳定等级等给出调控人员更容易掌握的综合评估指标，也没有将预想故障发生的概率纳入调控人员更为关注的发电损失风险、负荷损失风险、连锁故障分险和电网解列风险监视。

发明内容

针对现有在线安全稳定评估缺乏统一指标体系的实际需求，为调控人员有效掌握电网的安全稳定特性，精确识别电网安全稳定风险，本发明提出电力系统在线安全稳定评估方法、装置及系统。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种电力系统在线安全稳定评估方法，包括：

获取当前状态安全稳定评估指标，所述当前状态安全稳定评估指标包括基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分别包括若干个二级指标；

获取电网当前运行状态，计算出基态安全评估指标和基态稳定评估指标中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估和基态稳定评估。

优选地，所述基态安全评估包括设备过载安全评估指标和节点电压安全评估指标；

所述设备过载安全评估指标包括OLS裕度、OLS等级、OLS关键设备数、OLS裕度均值和OLS分散度；

所述基态节点电压安全BVS评估指标包括BVS裕度、BVS等级、BVS关键节点数、 BVS裕度均值和BVS分散度。

优选地，将调控中心负责过载监控的设备集合记为A，OLS裕度为A中各个设备OLS裕度中的最小值，根据OLS裕度所处的预先设定的用于OLS分级的裕度档位区间确定OLS 等级，将A中OLS裕度小于OLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为OLS关键设备，将OLS关键设备组成的集合记为B，OLS裕度均值为B中设备OLS裕度的平均值，OLS 分散度D_ols通过公式(1)计算：

式中，n_a为A中设备数，n_b为B中设备数，μ_ols.ij为B中设备i和设备j的OLS裕度平均值，μ_ols.a为OLS裕度均值，z_ols.ij为电网当前运行状态下B中设备i阻抗中心点与设备j阻抗中心点之间的互阻抗，z_ols.kl为电网当前运行状态下A中设备k阻抗中心点与设备 l阻抗中心点之间的互阻抗；

将调控中心负责电压监控的节点集合记为C，BVS裕度为C中各个节点BVS裕度中的最小值，根据BVS裕度所处的预先设定的用于BVS分级的裕度档位区间确定BVS等级，将C中BVS裕度小于BVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为BVS关键节点，将 BVS关键节点组成的集合记为D，BVS裕度均值为D中节点BVS裕度的平均值，BVS分散度D_bvs通过公式(2)计算；

式中，n_c为C中节点数，n_d为D中节点数，μ_bvs.ij为D中节点i和节点j的BVS裕度平均值，μ_bvs.a为BVS裕度均值，z_bvs.ij为电网当前运行状态下D中节点i、j之间的互阻抗，z_bvs.kl为电网当前运行状态下C中节点k、l之间的互阻抗。

优选地，所述基态安全评估指标包括安全等级、安全类别、安全裕度和关键元件数共 4项；所述基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估，具体为：

若OLS等级低于BVS等级，则将OLS等级、OLS裕度和OLS关键设备数分别作为基态安全评估指标的安全等级、安全裕度和关键元件数，并将安全类别置为“设备过载”；

若OLS等级高于BVS等级，则将BVS等级、BVS裕度和BVS关键节点数分别作为基态安全评估指标的安全等级、安全裕度和关键元件数，并将安全类别置为“节点电压安全”；

否则，将基态安全评估指标的安全等级设置为OLS等级，将安全类别置为“设备过载 +节点电压安全”，通过公式(3)计算基态安全评估指标的安全裕度μ_se，将基态安全评估指标的关键元件数置为(n_b+n_d)：

式中，α_ols、α_bvs分别为根据对OLS和BVS重视程度设置的权系数，μ_ols.min、μ_bvs，min分别为OLS裕度和BVS裕度。

优选地，所述基态稳定评估包括小扰动稳定评估指标和低频振荡评估指标；

所述小扰动稳定评估指标包括SSS裕度、SSS等级、SSS关键模式数、SSS裕度均值和SSS分散度；

所述低频振荡评估指标包括LFO裕度、LFO等级、LFO关键模式数、LFO裕度均值和LFO分散度。

优选地，所述SSS裕度为所有SSS模式稳定裕度中的最小值，根据SSS裕度所处的预先设定的用于SSS分级的裕度档位区间确定SSS等级，将所有SSS模式中稳定裕度小于SSS等级对应的裕度档位区间上限的SSS模式作为SSS关键模式，将SSS关键模式组成的集合记为E，SSS裕度均值为E中SSS模式稳定裕度的平均值，SSS分散度D_sss通过公式(4)计算：

式中，n_e为E中模式数，μ_sss.i为E中模式i的稳定裕度，Ei为E中模式i对应的主导发电机集合，γ_Ei.j为E中模式i下Ei中发电机j的参与因子，P_g.Ei.j为电网当前运行状态下 Ei中发电机j的有功出力，γ_Ei.max为E中模式i下Ei中发电机参与因子的最大值，μ_sss.a为 SSS裕度均值，P_g·a为电网当前运行状态下所有发电机的有功出力之和；

所述LFO裕度为所有LFO模式中裕度的最小值，根据LFO裕度所处的用于LFO分级的裕度档位区间确定LFO等级，将所有LFO模式中裕度小于LFO等级对应的裕度档位区间上限的LFO模式作为LFO关键模式，将LFO关键模式组成的集合记为F，LFO裕度均值为F中LFO模式裕度的平均值，LFO分散度D_lfo通过公式(5)计算；

式中，n_f为F中模式数，μ_lfo.i为F中模式i的裕度，Fi为F中模式i对应的主导发电机集合，γ_Fi.j为F中模式i下Fi中发电机j的参与因子，P_g.Fi.j为电网当前运行状态下Fi 中发电机j的有功出力，γ_Fi.max为F中模式i下Fi中发电机参与因子的最大值，μ_lfo.a为 LFO裕度均值。

优选地，所述基态稳定评估指标包括稳定等级、稳定类别、稳定裕度和关键模式数共 4项，所述基于计算出的各二级指标的值进行基态稳定评估，具体为：

若SSS等级低于LFO等级，则将SSS评估指标的SSS等级、SSS裕度和SSS关键模式数分别作为基态稳定评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键模式数，并将稳定类别置为“小扰动稳定”；

若SSS等级高于LFO等级，则将LFO评估指标的LFO等级、LFO裕度和LFO关键模式数分别作为基态稳定评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键模式数，并将稳定类别置为“低频振荡”；

否则，将基态稳定评估指标的稳定等级设置为SSS等级，将稳定类别置为“小扰动稳定+低频振荡”，通过公式(6)计算基态稳定评估指标的稳定裕度μ_ss，将基态稳定评估指标的关键模式数置为(n_e+n_f)：

式中，α_sss、α_lfo为根据对SSS和LFO重视程度设置的权系数，μ_sss.min、μ_lfo.min分别为SSS裕度和LFO裕度。

优选地，所述的电力系统在线安全稳定评估方法，还包括以下步骤：

获取预想故障下运行状态安全稳定评估指标，所述预想故障下运行状态安全稳定评估指标包括预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估三个一级指标，所述预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估分别包括若干个二级指标；

获取预想故障在电网当前运行状态下发生的概率，计算出预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估。

优选地，所述预想故障下安全评估包括：

短路电流安全评估指标，其包括SCS裕度、SCS等级、SCS关键故障概率占比和SCS关键开关数共4项；

暂态电压安全评估指标，其包括TVS裕度、TVS等级、TVS关键故障概率占比、TVS 关键节点数、TVS裕度加权均值和TVS分散度共6项；

暂态频率安全评估指标，其包括TFS裕度、TFS等级、TFS关键故障概率占比、TFS 关键节点数、TFS裕度加权均值和TFS分散度共6项；

故障后稳态下设备过载安全评估指标，其包括FOLS裕度、FOLS等级、FOLS关键故障概率占比、FOLS关键设备数、FOLS裕度加权均值和FOLS分散度共6项；

故障后稳态下节点电压安全评估指标，其包括S裕度、FBVS等级、FBVS关键故障概率占比、FBVS关键节点数、FBVS裕度加权均值和FBVS分散度共6项；

故障后稳态下频率安全评估指标，其包括FFS裕度、FFS等级、FFS关键故障概率占比和FFS裕度加权均值共4项。

优选地，将所有预想故障组成的集合记为G，将G中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和记为p_g.a，SCS裕度为G中各个预想故障下SCS裕度中的最小值，根据SCS裕度所处的预先设定的用于SCS分级的裕度档位区间确定SCS等级，将G中预想故障下SCS裕度小于SCS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为SCS关键故障，将 SCS关键故障组成的集合记为H，将H中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为SCS关键故障概率占比p_fcs，将H中预想故障下SCS裕度小于SCS等级对应的裕度档位区间上限的开关组成的集合中开关数作为SCS关键开关数；

TVS裕度为G中各个预想故障下TVS裕度中的最小值，根据TVS裕度所处的预先设定的用于TVS分级的裕度档位区间确定TVS等级，将G中预想故障下TVS裕度小于TVS 等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TVS关键故障，将TVS关键故障组成的集合记为O，将O中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TVS 关键故障概率占比p_tvs，将O中预想故障下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为TVS关键节点，将TVS关键节点组成的集合记为P，分别通过公式(7)、 (8)计算TVS裕度加权均值μ_tvs.a和TVS分散度D_tvs；

式中，p_o.i为O中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tvs.i.a为O中预想故障i下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点TVS裕度的平均值，n_p为P中节点数，μ_tvs.ij为O中所有预想故障下P中节点i、j的TVS裕度最小值的平均值，z_tvs.ij为电网当前运行状态下P中节点i、j之间的互阻抗；

TFS裕度为G中各个预想故障下TFS裕度中的最小值，根据TFS裕度所处的预先设定的用于TFS分级的裕度档位区间确定TFS等级，将G中预想故障下TFS裕度小于TFS 等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TFS关键故障，将TFS关键故障组成的集合记为Q，将Q中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TFS关键故障概率占比p_tfs，将Q中预想故障下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为TFS关键节点，将TFS关键节点组成的集合记为R，分别通过公式(9)、(10) 计算TFS裕度加权均值μ_tfs.a和TFS分散度D_tfs；

式中，p_q.i为Q中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tfs.i.a为Q中预想故障i下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点TFS裕度的平均值，n_r为R中节点数，μ_tfs.ij为Q中预想故障下R中节点i、j的TFS裕度最小值的平均值，z_tfs.ij为电网当前运行状态下R中节点i、j之间的互阻抗；

FOLS裕度为G中各个预想故障FOLS裕度中的最小值，根据FOLS裕度所处的预先设定的用于FOLS分级的裕度档位区间确定FOLS等级，将G中预想故障FOLS裕度小于 FOLS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FOLS关键故障，将FOLS关键故障组成的集合记为S，将S中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FOLS关键故障概率占比p_fols，将S中预想故障FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为FOLS关键设备，将FOLS关键设备组成的集合记为T，分别通过公式(11)、(12)计算FOLS裕度加权均值μ_fols.a和FOLS分散度D_fols；

式中，p_s.i为S中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_fols.i.a为S中预想故障i下FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的所有设备FOLS裕度的平均值，n_t为T中设备数，μ_fols·ij为S中预想故障下T中设备i、j的FOLS裕度最小值的平均值，z_fols.ij为电网当前运行状态下T中设备i阻抗中心点与设备j阻抗中心点之间的互阻抗；

FBVS裕度为G中各个预想故障FBVS裕度中的最小值，根据FBVS裕度所处的预先设定的用于FBVS分级的裕度档位区间确定FBVS等级，将G中预想故障FBVS裕度小于 FBVS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FBVS关键故障，将FBVS关键故障组成的集合记为U，将U中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FBVS关键故障概率占比p_fbvs，将U中预想故障FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为FBVS关键节点，将FBVS关键节点组成的集合记为V，分别通过公式(13)、(14)计算FBVS裕度加权均值μ_fbvs.a和FBVS分散度D_fbvs；

式中，p_u.i为U中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_fbvs.i.a为U中预想故障i下FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点FBVS裕度的平均值，n_v为V中节点数，μ_fbvs.ij为U中预想故障下V中设备i、j的FBVS裕度最小值的平均值，z_fbvs.ij为电网当前运行状态下V中节点i、j之间的互阻抗；

FFS裕度为G中各个预想故障FFS裕度中的最小值，根据FFS裕度所处的预先设定的用于FFS分级的裕度档位区间确定FFS等级，将G中预想故障FFS裕度小于FFS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FFS关键故障，将FFS关键故障组成的集合记为 W，将W中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FFS关键故障概率占比p_ffs，通过公式(15)计算FFS裕度加权均值μ_ffs.a；

式中，p_w.i为W中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_ffs.i为W中预想故障i的FFS裕度。

优选地，所述预想故障下安全评估指标包括安全等级、安全类别、安全裕度和关键故障概率占比共4项，其中，安全等级设置为SCS等级、TVS等级、TFS等级、FOLS等级、 FBVS等级和FFS等级中最低等级，将其中与FSE安全等级相同的各个三级指标对应的安全类别合并作为FSE的安全类别，通过公式(16)、(17)分别计算FSE的安全裕度μ_fse和关键故障概率占比μ_fse；

μ_fse＝(k_fcsα_fcsμ_fcs.min+k_tvsα_tvsμ_tvs.min+k_tfsα_tfsμ_tfs.min

+k_folsα_folsμ_fols.min+k_fbvsα_fbvsμ_fbvs.min+k_ffsα_ffsμ_ffs.min)

/(k_fcsα_fcs+k_tvsα_tvs+k_tfsα_tfs+k_folsα_fols+k_fbvsα_fbvs+k_ffsα_ffs (16)

μ_fse＝k_fcsp_fcs+k_tvsp_tvs+k_tfsp_tfs+k_folsp_fols+k_fbvsp_fbvs+k_ffsp_ffs (17)

式中，α_fcs、α_tvs、α_tfs、α_fols、α_fbvs、α_ffs为根据对SCS、TVS、TFS、FOLS、FBVS、和FFS重视程度设置的权系数，μ_fcs.min、μ_tvs.min、μ_tfs.min、μ_fols.min、μ_fbvs.min、μ_ffs.min分别为SCS裕度、TVS裕度、TFS裕度、FOLS裕度、FBVS裕度和FFS裕度，若SCS等级与 FSE的安全等级相同，则k_fcs取值为1，否则取值为0；若TVS等级与FSE的安全等级相同，则k_tvs取值为1，否则取值为0；若TFS等级与FSE的安全等级相同，则k_tfs取值为1，否则取值为0；若FOLS等级与FSE的安全等级相同，则k_fols取值为1，否则取值为0；若 FBVS等级与FSE的安全等级相同，则k_fbvs取值为1，否则取值为0；若FFS等级与FSE 的安全等级相同，则k_ffs取值为1，否则取值为0。

优选地，所述预想故障下稳定评估包括：

暂态功角稳定评估指标，其包括TAS裕度、TAS等级、TAS关键故障概率占比、TAS 关键发电机数、TAS裕度加权均值和TAS分散度共6项：

动态稳定评估指标，其包括DSS裕度、DSS等级、DSS关键故障概率占比、DSS关键发电机数、DSS裕度加权均值和DSS分散度共6项。

优选地，将所有预想故障组成的集合记为G，所述TAS裕度为G中各个预想故障下TAS裕度中的最小值，根据TAS裕度所处的预先设定的用于TAS分级的裕度档位区间确定TAS等级，将G中预想故障下TAS裕度小于TAS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TAS关键故障，将TAS关键故障组成的集合记为X，将X中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TAS关键故障概率占比p_tas，将X中预想故障下TAS主导模式中领前群发电机组成的集合中发电机数作为TAS关键发电机数，分别通过公式(18)、(19)计算TAS裕度加权均值μ_tas._a和TAS分散度D_tas：

式中，p_x.i为X中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tas._i为X中预想故障i下TAS裕度，Xi为X中预想故障i对应的TAS主导模式中领前群发电机集合，γ_Xi.j为 X中预想故障i下Xi中发电机j的参与因子，P_g.Xi.j为电网当前运行状态下Xi中发电机j 的有功出力，γ_Xi.max为X中预想故障i下Xi中发电机参与因子的最大值，n_x为X中预想故障数；

所述DSS裕度为G中各个预想故障下DSS裕度中的最小值，根据DSS裕度所处的预先设定的用于DSS分级的裕度档位区间确定DSS等级，将G中预想故障下DSS裕度小于 DSS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为DSS关键故障，将DSS关键故障组成的集合记为Y，将Y中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为 DSS关键故障概率占比p_dss，将Y中预想故障DSS主导模式中领前群发电机组成的集合中发电机数作为DSS关键发电机数，分别通过公式(20)、(21)计算DSS裕度加权均值μ_dss.a和 DSS分散度D_dss：

式中，p_y.i为Y中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_dss.i为Y中预想故障i下DSS裕度，Yi为Y中预想故障i对应的DSS主导模式中领前群发电机集合，γ_Yi.j为 Y中预想故障i下Yi中发电机j的参与因子，P_g.Yi.j为电网当前运行状态下Yi中发电机j 的有功出力，γ_Yi.max为Y中预想故障i下Yi中发电机参与因子的最大值，n_y为Y中预想故障数。

优选地，所述预想故障下稳定评估指标包括稳定等级、稳定类别、稳定裕度和关键故障概率占比共4项，若TAS等级低于DSS等级，则将TAS评估指标的TAS等级、TAS裕度和TAS关键故障概率占比分别作为FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键故障概率占比，并将稳定类别置为“暂态功角稳定”；若TAS等级高于DSS等级，则将DSS评估指标的DSS等级、DSS裕度和DSS关键故障概率占比分别作为FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键故障概率占比，并将稳定类别置为“动态稳定”；否则，将FSS评估指标的稳定等级设置为TAS等级，将稳定类别置为“暂态功角稳定+动态稳定”，通过公式 (22)计算FSS评估指标的稳定裕度μ_fss，将FSS评估指标的关键故障概率占比置为 (p_tas+p_dss)：

式中，α_tas、α_dss为根据对TAS和DSS重视程度设置的权系数，μ_tas.min、μ_dss.min分别为TAS裕度和DSS裕度。

优选地，所述预想故障风险评估包括预想故障发生概率之和p_g.a、经济运行风险评估、连锁故障风险评估和电网解列风险评估共4个二级指标；

所述经济运行风险评估指标包括预想故障下的发电损失风险评估指标R_gt.l和负荷损失风险评估指标R_ld.l两部分，其中，R_gt.l、R_ld.l分别通过公式(23)、(24)计算获得，将G中预想故障下造成连锁故障的预想故障集中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为预想故障下的连锁故障风险评估指标，将G中预想故障下造成电网解列的预想故障集中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为预想故障下的电网解列风险评估指标：

R_gt.l＝∑_i∈G{p_g.i∑_j∈GT[λ_gt.j(P_gt.j-P_gt.i.j)T_gt.i.j]} (23)

R_ld.l＝∑_i∈G{p_g.i∑_j∈LD[λ_ld.j(P_ld.j-P_ld.i.j)T_ld.i.j]} (24)

式中，p_g.i为G中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，GT为电网当前运行状态发电厂组成的集合，λ_gt.j为GT中发电厂j的上网电价，P_gt.j为GT中发电厂j在电网当前运行状态下的有功出力，P_gt.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时GT中发电厂j 的有功出力，T_gt.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时GT中发电厂j有功出力从P_gt.i.j恢复到P_gt.j的时长；LD为电网当前运行状态负荷组成的集合，λ_ld.j为LD中负荷j的购电价， P_ld.j为LD中负荷j在电网当前运行状态下的有功，P_ld.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时LD中负荷j的有功，T_ld.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时LD中负荷j有功从P_ld.i.j恢复到P_ld.j的时长。

优选地，所述经济运行风险评估指标R_e通过公式(25)计算获得：

R_e＝k_gt.ldR_gt.l+R_ld.l (25)

式中，k_gt.ld为调控人员根据电网经济运行风险管理规定设置的R_gt.l相对于R_ld.l的折算系数。

第二方面，本发明提供了一种电力系统在线安全稳定评估装置，包括：

第一获取模块，用于获取当前状态安全稳定评估指标，所述当前状态安全稳定评估指标包括基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分别包括若干个二级指标；

第一评估模块，用于获取电网当前运行状态，计算出基态安全评估指标和基态稳定评估指标中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估和基态稳定评估。优选地，所述的电力系统在线安全稳定评估装置，还包括：

第二获取模块，用于获取预想故障下运行状态安全稳定评估指标，所述预想故障下运行状态安全稳定评估指标包括预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估三个一级指标，所述预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估分别包括若干个二级指标；

第二评估模块，用于获取预想故障在电网当前运行状态下发生的概率，计算出预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估。

第三方面，本发明提供了一种电力系统在线安全稳定评估系统，包括：

处理器，适于实现各指令；以及

存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行第一方面中任一项所述的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明将电网当前运行状态和预想故障下的安全稳定评估指标分别按安全性和稳定性划分为两个大类，便于调控人员更为有效辨识电网安全稳定特征；

(2)本发明以安全稳定裕度为指标，通过设置不同的安全稳定裕度分档区间，实现了各类安全稳定性在安全稳定等级上的统一，便于调控人员区分电网各类安全稳定问题的严重性；

(3)本发明在同一大类安全(稳定)综合裕度计算中引入权系数，便于调控人员对同一大类安全(稳定)中多类安全(稳定)裕度的区分和总体把控；

(4)本发明在电网当前运行状态安全(稳定)评估中设计关键元件数(关键模式数)和分散度指标，有利于调控人员从多个维度掌握安全(稳定)问题的影响范围；

(5)本发明在预想故障下安全(稳定)评估中设计关键故障概率占比，便于调控人员掌握设备故障引发电网安全(稳定)的风险；

(6)本发明在预想故障下安全稳定评估指标中设计发电损失风险、负荷损失风险、连锁故障风险和电网解列风险指标，将调控人员的关注范围由安全稳定特性拓展到更为实际、具体的电网运行风险。

附图说明

图1为本发明一种实施例评估指标体系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

本发明的一种电力系统在线安全稳定评估方法，如图1所示，包括以下内容：

获取当前状态安全稳定评估指标，基于设定的第一分级规则将所述当前状态安全稳定评估指标分成基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，再基于设定的第二分级规则将所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分为对应的若干个二级指标；

其中，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述基态安全评估指标分为设备过载安全评估和节点电压安全评估两个二级指标；所述基态稳定评估指标分为小扰动稳定评估和低频振荡评估两个二级指标；

获取预想故障下运行状态安全稳定评估指标，基于设定的第三分级规则对所述预想故障下运行状态安全稳定评估指标分成预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估共三个一级指标，再基于设定的第四分级规则将所述预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估分为对应的若干个二级指标；

其中，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述预想故障下安全评估分为短路电流安全评估、暂态电压安全评估、暂态频率安全评估、故障后稳态下设备过载安全评估、故障后稳态下节点电压安全评估和故障后稳态下频率安全评估共六个二级指标；所述预想故障下稳定评估分为暂态功角稳定评估和动态稳定评估两个二级指标；所述预想故障风险评估分为发电损失风险评估、负荷损失风险评估、连锁故障风险和电网解列风险评估共四个二级指标。

在实际运行中，首先从本调控中心调度自动化系统最新的状态估计结果和上级调控中心调度自动化系统下发的最新的状态估计结果整合得到电网当前运行状态，并基于所述电网当前运行状态进行安全稳定量化评估获得当前运行状态的安全稳定评估指标，该获得过程为现有技术，因此，本发明中不做过多的赘述；预想故障下运行状态的安全稳定量化评估为基于电网一、二次设备详细模型时域仿真的安全稳定量化评估，故障后稳态为预想故障下计及一、二次设备动作后电网的稳定运行状态，均为现有技术，因此，本发明中不做过多的赘述。

所述设备过载安全评估指标(以下简称OLS评估指标)包括OLS裕度、OLS等级、 OLS关键设备数、OLS裕度均值和OLS分散度共5项；所述节点电压安全评估指标包括 BVS裕度、BVS等级、BVS关键节点数、BVS裕度均值和BVS分散度共5项；

在本发明实施例的一种具体实施方式中，OLS(Over-load security：过载安全)裕度、 OLS等级、OLS关键设备数、OLS裕度均值和OLS分散度的计算过程具体为：

将调控中心负责过载监控的设备集合记为A，OLS裕度为A中各个设备的OLS裕度中的最小值，根据OLS裕度所处的预先设定的用于OLS分级的裕度档位区间确定OLS等级，将A中OLS裕度小于OLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为OLS关键设备，将OLS关键设备组成的集合记为B，OLS裕度均值为B中设备OLS裕度的平均值，OLS 分散度D_ols通过公式(1)计算获得：

式中，n_a为A中设备数，n_b为B中设备数，μ_ols.ij为B中设备i和设备j的OLS裕度平均值，μ_ols.a为OLS裕度均值，z_ols.ij为电网当前运行状态下B中设备i阻抗中心点与设备 j阻抗中心点之间的互阻抗，Z_ols.kl为电网当前运行状态下A中设备k阻抗中心点与设备l阻抗中心点之间的互阻抗；

将调控中心负责电压监控的节点集合记为C，BVS裕度为C中各个节点的BVS(Busvoltage security：节点电压安全)裕度中的最小值，根据BVS裕度所处的预先设定的用于BVS分级的裕度档位区间确定BVS等级，将C中BVS裕度小于BVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为BVS关键节点，将BVS关键节点组成的集合记为D，BVS裕度均值为D中节点BVS裕度的平均值，BVS分散度D_bvs通过公式(2)计算获得：

式中，n_c为C中节点数，n_d为D中节点数，μ_bvs.ij为D中节点i和节点j的BVS裕度平均值，μ_bvs.a为BVS裕度均值，z_bvs.ij为电网当前运行状态下D中节点i、j之间的互阻抗，z_bvs.kl为电网当前运行状态下C中节点k、l之间的互阻抗。

基态安全评估指标包括安全等级、安全类别、安全裕度和关键元件数共4项，若OLS等级低于BVS等级，则将OLS评估指标的OLS等级、OLS裕度和OLS关键设备数分别作为基态安全评估指标的安全等级、安全裕度和关键元件数，并将安全类别置为“设备过载”；若OLS等级高于BVS等级，则将BVS评估指标的BVS等级、BVS裕度和BVS关键节点数分别作为基态安全评估指标的安全等级、安全裕度和关键元件数，并将安全类别置为“节点电压安全”；否则，将基态安全评估指标的安全等级设置为OLS等级，将安全类别置为“设备过载+节点电压安全”，通过公式(3)计算基态安全评估指标的安全裕度μ_se，将基态安全评估指标的关键元件数置为(n_b+n_d)：

式中，α_ols、α_bvs分别为根据对OLS和BVS重视程度设置的权系数，μ_ols.min、μ_bvs.min分别为OLS裕度和BVS裕度。

所述小扰动稳定评估指标(以下简称SSS指标)包括SSS裕度、SSS(Small signalstability：小扰动稳定)等级、SSS关键模式数、SSS裕度均值和SSS分散度共5项；所述低频振荡评估指标(以下简称LFO评估指标)包括LFO裕度、LFO等级、LFO关键模式数、LFO裕度均值和LFO分散度共5项；

具体地，所述SSS裕度为所有SSS模式稳定裕度中的最小值，根据SSS裕度所处的预先设定的用于SSS分级的裕度档位区间确定SSS等级，将所有SSS模式中稳定裕度小于SSS等级对应的裕度档位区间上限的SSS模式作为SSS关键模式，将SSS关键模式组成的集合记为E，SSS裕度均值为E中SSS模式稳定裕度的平均值，SSS分散度D_sss通过公式(4)计算；

式中，n_e为E中模式数，μ_sss.i为E中模式i的稳定裕度，Ei为E中模式i对应的主导发电机集合，γ_Ei.j为E中模式i下Ei中发电机j的参与因子，P_g.Ei.j为电网当前运行状态下Ei中发电机j的有功出力，γ_Ei.max为E中模式i下Ei中发电机参与因子的最大值，μ_sss.a为 SSS裕度均值，P_g.a为电网当前运行状态下所有发电机的有功出力之和；

具体地，所述LFO(Low frequency oscillation：低频振荡)裕度为所有LFO模式裕度中的最小值，根据LFO裕度所处的预先设定的用于LFO分级的裕度档位区间确定LFO等级，将所有LFO模式中裕度小于LFO等级对应的裕度档位区间上限的LFO模式作为LFO 关键模式，将LFO关键模式组成的集合记为F，LFO裕度均值为F中LFO模式裕度的平均值，LFO分散度D_lfo通过公式(5)计算；

式中，n_f为F中模式数，μ_lfo.i为F中模式i的裕度，Fi为F中模式i对应的主导发电机集合，γ_Fi.j为F中模式i下Fi中发电机j的参与因子，P_g.Fi.j为电网当前运行状态下Fi 中发电机j的有功出力，γ_Fi.max为F中模式i下Fi中发电机参与因子的最大值，μ_lfo.a为 LFO裕度均值。

所述基态稳定评估指标包括稳定等级、稳定类别、稳定裕度和关键模式数共4项，若 SSS等级低于LFO等级，则将SSS评估指标的SSS等级、SSS裕度和SSS关键模式数分别作为基态稳定评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键模式数，并将稳定类别置为“小扰动稳定”；若SSS等级高于LFO等级，则将LFO评估指标的LFO等级、LFO裕度和LFO 关键模式数分别作为基态稳定评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键模式数，并将稳定类别置为“低频振荡”；否则，将基态稳定评估指标的稳定等级设置为SSS等级，将稳定类别置为“小扰动稳定+低频振荡”，通过公式(6)计算基态稳定评估指标的稳定裕度μ_ss，将基态稳定评估指标的关键模式数置为(n_e+n_f)：

式中，α_sss、α_lfo为根据对SSS和LFO重视程度设置的权系数，μ_sss.min、μ_lfo.min分别为SSS裕度和LFO裕度。

所述短路电流安全评估指标(以下简称SCS评估指标)包括SCS裕度、SCS(Short-circuit current security：短路电流安全)等级、SCS关键故障概率占比和SCS关键开关数共 4项；所述暂态电压安全评估指标(以下简称TVS评估指标)包括TVS裕度、TVS等级、 TVS关键故障概率占比、TVS关键节点数、TVS裕度加权均值和TVS分散度共6项；所述暂态频率安全评估指标(以下简称TFS评估指标)包括TFS裕度、TFS等级、TFS关键故障概率占比、TFS关键节点数、TFS裕度加权均值和TFS分散度共6项；所述故障后稳态下设备过载安全评估指标(以下简称FOLS评估指标)包括FOLS裕度、FOLS等级、 FOLS关键故障概率占比、FOLS关键设备数、FOLS裕度加权均值和FOLS分散度共6项；所述故障后稳态下节点电压安全评估指标(以下简称FBVS评估指标)包括FBVS裕度、 FBVS等级、FBVS关键故障概率占比、FBVS关键节点数、FBVS裕度加权均值和FBVS 分散度共6项；所述故障后稳态下频率安全评估指标(FFS评估指标)包括FFS裕度、FFS 等级、FFS关键故障概率占比和FFS裕度加权均值共4项；

具体的，将所有预想故障组成的集合记为G，将G中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和记为p_g.a，SCS裕度为G中各个预想故障下SCS裕度中的最小值，根据 SCS裕度所处的预先设定的用于SCS分级的裕度档位区间确定SCS等级，将G中预想故障下SCS裕度小于SCS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为SCS关键故障，将 SCS关键故障组成的集合记为H，将H中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为SCS关键故障概率占比p_fcs，将H中预想故障下SCS裕度小于SCS等级对应的裕度档位区间上限的开关组成的集合中开关数作为SCS关键开关数；

具体的，TVS裕度为G中各个预想故障下TVS裕度中的最小值，根据TVS裕度所处的预先设定的用于TVS分级的裕度档位区间确定TVS等级，将G中预想故障下TVS 裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TVS关键故障，将TVS关键故障组成的集合记为O，将O中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TVS关键故障概率占比p_tvs，将O中预想故障下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为TVS关键节点，将TVS关键节点组成的集合记为P，分别通过公式(7)、(8)计算TVS裕度加权均值μ_tvs.a和TVS分散度D_tvs；

式中，p_o.i为O中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tvs.i.a为O中预想故障i下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点TVS裕度的平均值， n_p为P中节点数，μ_tvs.ij为O中所有预想故障下P中节点i、j的TVS裕度最小值的平均值，z_tvs.ij为电网当前运行状态下P中节点i、j之间的互阻抗；

具体的，TFS裕度为G中各个预想故障下TFS裕度中的最小值，根据TFS裕度所处的预先设定的用于TFS分级的裕度档位区间确定TFS等级，将G中预想故障下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TFS关键故障，将TFS关键故障组成的集合记为Q，将Q中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TFS关键故障概率占比p_tfs，将Q中预想故障下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为TFS关键节点，将TFS关键节点组成的集合记为R，分别通过公式(9)、(10)计算TFS裕度加权均值μ_tfs.a和TFS分散度D_tfs；

式中，p_q.i为Q中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tfs.i.a为Q中预想故障i下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点TFS裕度的平均值， n_r为R中节点数，μ_tfs.ij为Q中预想故障下R中节点i、j的TFS裕度最小值的平均值，z_tfs.ij为电网当前运行状态下R中节点i、j之间的互阻抗；

具体的，FOLS裕度为G中各个预想故障FOLS裕度中的最小值，根据FOLS裕度所处的预先设定的用于FOLS分级的裕度档位区间确定FOLS等级，将G中预想故障FOLS 裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FOLS关键故障，将FOLS 关键故障组成的集合记为S，将S中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FOLS关键故障概率占比p_fols，将S中预想故障FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为FOLS关键设备，将FOLS关键设备组成的集合记为T，分别通过公式(11)、(12)计算FOLS裕度加权均值μ_fols.a和FOLS分散度D_fols；

式中，p_s.i为S中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_fols.i.a为S中预想故障i下FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的所有设备FOLS裕度的平均值，n_t为T中设备数，μ_fols.ij为S中预想故障下T中设备i、j的FOLS裕度最小值的平均值，z_fols.ij为电网当前运行状态下T中设备i阻抗中心点与设备j阻抗中心点之间的互阻抗；

具体的，FBVS裕度为G中各个预想故障FBVS裕度中的最小值，根据FBVS裕度所处的预先设定的用于FBVS分级的裕度档位区间确定FBVS等级，将G中预想故障FBVS 裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FBVS关键故障，将FBVS 关键故障组成的集合记为U，将U中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FBVS关键故障概率占比p_fbvs，将U中预想故障FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为FBVS关键节点，将FBVS关键节点组成的集合记为V，分别通过公式(13)、(14)计算FBVS裕度加权均值μ_fbvs.a和FBVS分散度D_fbvs；

式中，p_u.i为U中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_fbvs.i.a为U中预想故障i下FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点FBVS裕度的平均值，n_v为V中节点数，μ_fbvs.ij为U中预想故障下V中设备i、j的FBVS裕度最小值的平均值，z_fbvs.ij为电网当前运行状态下V中节点i、j之间的互阻抗；

具体的，FFS裕度为G中各个预想故障FFS裕度中的最小值，根据FFS裕度所处的预先设定的用于FFS分级的裕度档位区间确定FFS等级，将G中预想故障FFS裕度小于 FFS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FFS关键故障，将FFS关键故障组成的集合记为W，将W中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为 FFS关键故障概率占比p_ffs，通过公式(15)计算FFS裕度加权均值μ_ffs.a；

式中，p_w.i为W中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_ffs.i为W中预想故障i的FFS裕度。

预想故障下安全评估指标(以下简称FSE评估指标)包括安全等级、安全类别、安全裕度和关键故障概率占比共4项，其中，安全等级设置为SCS等级、TVS等级、TFS 等级、FOLS等级、FBVS等级和FFS等级中最低等级，将其中与FSE安全等级相同的各个三级指标对应的安全类别合并作为FSE的安全类别，通过公式(16)、(17)分别计算 FSE的安全裕度μ_fse和关键故障概率占比μ_fse；

μ_fse＝(k_fcsα_fcsμ_fcs.min+k_tvsα_tvsμ_tvs.min+k_tfsα_tfsμ_tfs.min

+k_folsα_folsμ_fols.min+k_fbvsα_fbvsμ_fbvs.min+k_ffsα_ffsμ_ffs.min)

/(k_fcsα_fcs+k_tvsα_tvs+k_tfsα_tfs+k_folsα_fols+k_fbvsα_fbvs+k_ffsα_ffs) (16)

μ_fse＝k_fcsp_fcs+k_tvsp_tvs+k_tfsp_tfs+k_folsp_fols+k_fbvsp_fbvs+k_ffsp_ffs (17)

式中，α_fcs、α_tvs、α_tfs、α_fols、α_fbvs、α_ffs为根据对SCS、TVS、TFS、FOLS、FBVS、和FFS重视程度设置的权系数，μ_fcs.min、μ_tvs.min、μ_tfs.min、μ_fols.min、μ_fbvs.min、μ_ffs.min分别为SCS裕度、TVS裕度、TFS裕度、FOLS裕度、FBVS裕度和FFS裕度，若SCS等级与 FSE的安全等级相同，则k_fcs取值为1，否则取值为0；若TVS等级与FSE的安全等级相同，则k_tvs取值为1，否则取值为0；若TFS等级与FSE的安全等级相同，则k_tfs取值为1，否则取值为0；若FOLS等级与FSE的安全等级相同，则k_fols取值为1，否则取值为0；若 FBVS等级与FSE的安全等级相同，则k_fbvs取值为1，否则取值为0；若FFS等级与FSE 的安全等级相同，则k_ffs取值为1，否则取值为0。

暂态功角稳定评估指标(以下简称TAS评估指标)包括TAS裕度、TAS等级、TAS 关键故障概率占比、TAS关键发电机数、TAS裕度加权均值和TAS分散度共6项；动态稳定评估指标(以下简称DSS评估指标)包括DSS裕度、DSS等级、DSS关键故障概率占比、DSS关键发电机数、DSS裕度加权均值和DSS分散度共6项；

具体的，TAS裕度为G中各个预想故障下TAS裕度中的最小值，根据TAS裕度所处的预先设定的用于TAS分级的裕度档位区间确定TAS等级，将G中预想故障下TAS裕度小于TAS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TAS关键故障，将TAS关键故障组成的集合记为X，将X中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TAS关键故障概率占比p_tas，将X中预想故障下TAS主导模式中领前群发电机组成的集合中发电机数作为TAS关键发电机数，分别通过公式(18)、(19)计算TAS裕度加权均值μ_tas.a和TAS分散度D_tas；

式中，p_x.i为X中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tas.i为X中预想故障i下TAS裕度，Xi为X中预想故障i对应的TAS主导模式中领前群发电机集合，γ_Xi.j为 X中预想故障i下Xi中发电机j的参与因子，P_g.Xi.j为电网当前运行状态下Xi中发电机j 的有功出力，γ_Xi.max为X中预想故障i下Xi中发电机参与因子的最大值，n_x为X中预想故障数；

具体的，DSS裕度为G中各个预想故障下DSS裕度中的最小值，根据DSS裕度所处的预先设定的用于DSS分级的裕度档位区间确定DSS等级，将G中预想故障下DSS裕度小于DSS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为DSS关键故障，将DSS关键故障组成的集合记为Y，将Y中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为DSS关键故障概率占比p_dss，将Y中预想故障DSS主导模式中领前群发电机组成的集合中发电机数作为DSS关键发电机数，分别通过公式(20)、(21)计算DSS裕度加权均值μ_dss.a和DSS分散度D_dss；

式中，p_y.i为Y中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_dss.i为Y中预想故障i下DSS裕度，Yi为Y中预想故障i对应的DSS主导模式中领前群发电机集合，γ_Yi.j为 Y中预想故障i下Yi中发电机j的参与因子，P_g.Yi.j为电网当前运行状态下Yi中发电机j 的有功出力，γ_Yi.max为Y中预想故障i下Yi中发电机参与因子的最大值，n_y为Y中预想故障数。

预想故障下稳定评估指标(简称FSS评估指标)包括稳定等级、稳定类别、稳定裕度和关键故障概率占比共4项，若TAS等级低于DSS等级，则将TAS评估指标的TAS等级、TAS裕度和TAS关键故障概率占比分别作为FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键故障概率占比，并将稳定类别置为“暂态功角稳定”；若TAS等级高于DSS等级，则将DSS评估指标的DSS等级、DSS裕度和DSS关键故障概率占比分别作为FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键故障概率占比，并将稳定类别置为“动态稳定”；否则，将 FSS评估指标的稳定等级设置为TAS等级，将稳定类别置为“暂态功角稳定+动态稳定”，通过公式(22)计算FSS评估指标的稳定裕度μ_fss，将FSS评估指标的关键故障概率占比置为(p_tas+p_dss)：

式中，α_tas、α_dss为根据对TAS和DSS重视程度设置的权系数，μ_tas.min、μ_dss.min分别为TAS裕度和DSS裕度。

将FSE评估指标的安全等级、安全裕度作为预想故障下安全稳定评估指标的安全等级和安全裕度，将FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度作为预想故障下安全稳定评估指标的稳定等级和稳定裕度。

上述OLS、BVS、SSS、LFO、SCS、TVS、TFS、FOLS、FBVS、FFS、TAS和DSS 裕度的取值范围为[-1，1]，裕度为0，表示临界安全/稳定，裕度越大，表示安全/稳定程度越高。

根据当前运行状态预想故障下计及电网一次设备和二次设备等详细模型的时域仿真结果，分别通过公式(23)、(24)计算预想故障下的发电损失风险指标和负荷损失风险指标，将G中预想故障下造成连锁故障的预想故障集中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为预想故障下的连锁故障风险指标，将G中预想故障下造成电网解列的预想故障集中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为预想故障下的电网解列风险指标；

R_gt.l＝∑_i∈G{p_g.i∑_j∈GT[λ_gt.j(P_gt.j-P_gt.i.j)T_gt.i.j]} (23)

R_ld.l＝∑_i∈G{p_g.i∑_j∈LD[λ_ld.j(P_ld.j-P_ld.i.j)T_ld.i.j]} (24)

式中，p_g.i为G中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，GT为电网当前运行状态发电厂组成的集合，λ_gt.j为GT中发电厂j的上网电价，P_gt.j为GT中发电厂j在电网当前运行状态下的有功出力，P_gt.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时GT中发电厂 j的有功出力，T_gt.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时GT中发电厂j有功出力从P_gt.i.j恢复到P_gt.j的时长；LD为电网当前运行状态负荷组成的集合，λ_ld.j为LD中负荷j的购电价， P_ld.j为LD中负荷j在电网当前运行状态下的有功，P_ld.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时LD中负荷j的有功，T_ld.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时LD中负荷j有功从P_ld.i.i恢复到P_ld.j的时长。

预想故障的风险评估指标还包括经济运行风险指标，其中，所述经济运行风险指标R_e通过公式(25)计算，

R_e＝k_gt.ldR_gt.l+R_ld.l (25)

式中，k_gt.ld为调控人员根据电网经济运行风险管理规定设置的R_gt.l相对于R_ld.l的折算系数。

实施例2

本发明实施例提供了一种电力系统在线安全稳定评估装置，包括：

第一获取模块，用于获取当前状态安全稳定评估指标，所述当前状态安全稳定评估指标包括基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分别包括若干个二级指标；

第一评估模块，用于获取电网当前运行状态，计算出基态安全评估指标和基态稳定评估指标中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估和基态稳定评估。

优选地，所述的电力系统在线安全稳定评估装置，还包括：

第二获取模块，用于获取预想故障下运行状态安全稳定评估指标，所述预想故障下运行状态安全稳定评估指标包括预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估三个一级指标，所述预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估分别包括若干个二级指标；

第二评估模块，用于获取预想故障在电网当前运行状态下发生的概率，计算出预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估。

其余部分均与实施例1相同。

实施例3

本发明实施例提供了一种电力系统在线安全稳定评估系统，包括：

处理器，适于实现各指令；以及

存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行实施例1中所述的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (17)

1.一种电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于，包括：

获取当前状态安全稳定评估指标，所述当前状态安全稳定评估指标包括基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分别包括若干个二级指标；

获取电网当前运行状态，计算出基态安全评估指标和基态稳定评估指标中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估和基态稳定评估；

所述基态安全评估包括设备过载安全评估指标和节点电压安全评估指标；

所述设备过载安全评估指标包括OLS裕度、OLS等级、OLS关键设备数、OLS裕度均值和OLS分散度；

所述基态节点电压安全BVS评估指标包括BVS裕度、BVS等级、BVS关键节点数、BVS裕度均值和BVS分散度；

将调控中心负责过载监控的设备集合记为A，OLS裕度为A中各个设备OLS裕度中的最小值，根据OLS裕度所处的预先设定的用于OLS分级的裕度档位区间确定OLS等级，将A中OLS裕度小于OLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为OLS关键设备，将OLS关键设备组成的集合记为B，OLS裕度均值为B中设备OLS裕度的平均值，OLS分散度D_ols通过公式(1)计算：

式中，n_a为A中设备数，n_b为B中设备数，μ_ols.ij为B中设备i和设备j的OLS裕度平均值，μ_ols.a为OLS裕度均值，z_ols.ij为电网当前运行状态下B中设备i阻抗中心点与设备j阻抗中心点之间的互阻抗，z_ols.kl为电网当前运行状态下A中设备k阻抗中心点与设备l阻抗中心点之间的互阻抗；

将调控中心负责电压监控的节点集合记为C，BVS裕度为C中各个节点BVS裕度中的最小值，根据BVS裕度所处的预先设定的用于BVS分级的裕度档位区间确定BVS等级，将C中BVS裕度小于BVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为BVS关键节点，将BVS关键节点组成的集合记为D，BVS裕度均值为D中节点BVS裕度的平均值，BVS分散度D_bvs通过公式(2)计算；

式中，n_c为C中节点数，n_d为D中节点数，μ_bvs.ij为D中节点i和节点j的BVS裕度平均值，μ_bvs.a为BVS裕度均值，z_bvs.ij为电网当前运行状态下D中节点i、j之间的互阻抗，z_bvs.kl为电网当前运行状态下C中节点k、l之间的互阻抗。

2.根据权利要求1所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述基态安全评估指标包括安全等级、安全类别、安全裕度和关键元件数共4项；所述基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估，具体为：

若OLS等级低于BVS等级，则将OLS等级、OLS裕度和OLS关键设备数分别作为基态安全评估指标的安全等级、安全裕度和关键元件数，并将安全类别置为“设备过载”；

若OLS等级高于BVS等级，则将BVS等级、BVS裕度和BVS关键节点数分别作为基态安全评估指标的安全等级、安全裕度和关键元件数，并将安全类别置为“节点电压安全”；

否则，将基态安全评估指标的安全等级设置为OLS等级，将安全类别置为“设备过载+节点电压安全”，通过公式(3)计算基态安全评估指标的安全裕度μ_se，将基态安全评估指标的关键元件数置为(n_b+n_d)：

式中，α_ols、α_bvs分别为根据对OLS和BVS重视程度设置的权系数，μ_ols.min、μ_bvs.min分别为OLS裕度和BVS裕度。

3.根据权利要求1所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述基态稳定评估包括小扰动稳定评估指标和低频振荡评估指标；

所述小扰动稳定评估指标包括SSS裕度、SSS等级、SSS关键模式数、SSS裕度均值和SSS分散度；

所述低频振荡评估指标包括LFO裕度、LFO等级、LFO关键模式数、LFO裕度均值和LFO分散度。

4.根据权利要求3所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述SSS裕度为所有SSS模式稳定裕度中的最小值，根据SSS裕度所处的预先设定的用于SSS分级的裕度档位区间确定SSS等级，将所有SSS模式中稳定裕度小于SSS等级对应的裕度档位区间上限的SSS模式作为SSS关键模式，将SSS关键模式组成的集合记为E，SSS裕度均值为E中SSS模式稳定裕度的平均值，SSS分散度D_sss通过公式(4)计算：

式中，n_e为E中模式数，μ_sss.i为E中模式i的稳定裕度，Ei为E中模式i对应的主导发电机集合，γ_Ei.j为E中模式i下Ei中发电机j的参与因子，P_g.Ei.j为电网当前运行状态下Ei中发电机j的有功出力，γ_Ei.max为E中模式i下Ei中发电机参与因子的最大值，μ_sss.a为SSS裕度均值，P_g.a为电网当前运行状态下所有发电机的有功出力之和；

所述LFO裕度为所有LFO模式中裕度的最小值，根据LFO裕度所处的用于LFO分级的裕度档位区间确定LFO等级，将所有LFO模式中裕度小于LFO等级对应的裕度档位区间上限的LFO模式作为LFO关键模式，将LFO关键模式组成的集合记为F，LFO裕度均值为F中LFO模式裕度的平均值，LFO分散度D_lfo通过公式(5)计算；

式中，n_f为F中模式数，μ_lfo.i为F中模式i的裕度，Fi为F中模式i对应的主导发电机集合，γ_Fi.j为F中模式i下Fi中发电机j的参与因子，P_g.Fi.j为电网当前运行状态下Fi中发电机j的有功出力，γ_Fi.max为F中模式i下Fi中发电机参与因子的最大值，μ_lfo.a为LFO裕度均值。

5.根据权利要求3或4所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述基态稳定评估指标包括稳定等级、稳定类别、稳定裕度和关键模式数共4项，所述基于计算出的各二级指标的值进行基态稳定评估，具体为：

若SSS等级低于LFO等级，则将SSS评估指标的SSS等级、SSS裕度和SSS关键模式数分别作为基态稳定评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键模式数，并将稳定类别置为“小扰动稳定”；

若SSS等级高于LFO等级，则将LFO评估指标的LFO等级、LFO裕度和LFO关键模式数分别作为基态稳定评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键模式数，并将稳定类别置为“低频振荡”；

否则，将基态稳定评估指标的稳定等级设置为SSS等级，将稳定类别置为“小扰动稳定+低频振荡”，通过公式(6)计算基态稳定评估指标的稳定裕度μ_ss，将基态稳定评估指标的关键模式数置为(n_e+n_f)：

式中，α_sss、α_lfo为根据对SSS和LFO重视程度设置的权系数，μ_sss.min、μ_lfo.min分别为SSS裕度和LFO裕度。

6.根据权利要求1所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：还包括以下步骤：

获取预想故障下运行状态安全稳定评估指标，所述预想故障下运行状态安全稳定评估指标包括预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估三个一级指标，所述预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估分别包括若干个二级指标；

获取预想故障在电网当前运行状态下发生的概率，计算出预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估。

7.根据权利要求6所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于，所述预想故障下安全评估包括：

短路电流安全评估指标，其包括SCS裕度、SCS等级、SCS关键故障概率占比和SCS关键开关数共4项；

暂态电压安全评估指标，其包括TVS裕度、TVS等级、TVS关键故障概率占比、TVS关键节点数、TVS裕度加权均值和TVS分散度共6项；

暂态频率安全评估指标，其包括TFS裕度、TFS等级、TFS关键故障概率占比、TFS关键节点数、TFS裕度加权均值和TFS分散度共6项；

故障后稳态下设备过载安全评估指标，其包括FOLS裕度、FOLS等级、FOLS关键故障概率占比、FOLS关键设备数、FOLS裕度加权均值和FOLS分散度共6项；

故障后稳态下节点电压安全评估指标，其包括S裕度、FBVS等级、FBVS关键故障概率占比、FBVS关键节点数、FBVS裕度加权均值和FBVS分散度共6项；

故障后稳态下频率安全评估指标，其包括FFS裕度、FFS等级、FFS关键故障概率占比和FFS裕度加权均值共4项。

8.根据权利要求7所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：

将所有预想故障组成的集合记为G，将G中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和记为p_g.a，SCS裕度为G中各个预想故障下SCS裕度中的最小值，根据SCS裕度所处的预先设定的用于SCS分级的裕度档位区间确定SCS等级，将G中预想故障下SCS裕度小于SCS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为SCS关键故障，将SCS关键故障组成的集合记为H，将H中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为SCS关键故障概率占比p_fcs，将H中预想故障下SCS裕度小于SCS等级对应的裕度档位区间上限的开关组成的集合中开关数作为SCS关键开关数；

TVS裕度为G中各个预想故障下TVS裕度中的最小值，根据TVS裕度所处的预先设定的用于TVS分级的裕度档位区间确定TVS等级，将G中预想故障下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TVS关键故障，将TVS关键故障组成的集合记为O，将O中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TVS关键故障概率占比p_tvs，将O中预想故障下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为TVS关键节点，将TVS关键节点组成的集合记为P，分别通过公式(7)、(8)计算TVS裕度加权均值μ_tvs.a和TVS分散度D_tvs；

式中，p_o.i为O中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tvs.i.a为O中预想故障i下TVS裕度小于TVS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点TVS裕度的平均值，n_p为P中节点数，μ_tvs.ij为O中所有预想故障下P中节点i、j的TVS裕度最小值的平均值，z_tvs.ij为电网当前运行状态下P中节点i、j之间的互阻抗，n_c为C中节点数；z_bvs.kl为电网当前运行状态下C中节点k、l之间的互阻抗；

TFS裕度为G中各个预想故障下TFS裕度中的最小值，根据TFS裕度所处的预先设定的用于TFS分级的裕度档位区间确定TFS等级，将G中预想故障下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TFS关键故障，将TFS关键故障组成的集合记为Q，将Q中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TFS关键故障概率占比p_tfs，将Q中预想故障下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为TFS关键节点，将TFS关键节点组成的集合记为R，分别通过公式(9)、(10)计算TFS裕度加权均值μ_tfs.a和TFS分散度D_tfs；

式中，p_q.i为Q中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tfs.i.a为Q中预想故障i下TFS裕度小于TFS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点TFS裕度的平均值，n_r为R中节点数，μ_tfs.ij为Q中预想故障下R中节点i、j的TFS裕度最小值的平均值，z_tfs.ij为电网当前运行状态下R中节点i、j之间的互阻抗；

FOLS裕度为G中各个预想故障FOLS裕度中的最小值，根据FOLS裕度所处的预先设定的用于FOLS分级的裕度档位区间确定FOLS等级，将G中预想故障FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FOLS关键故障，将FOLS关键故障组成的集合记为S，将S中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FOLS关键故障概率占比p_fols，将S中预想故障FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为FOLS关键设备，将FOLS关键设备组成的集合记为T，分别通过公式(11)、(12)计算FOLS裕度加权均值μ_fols.a和FOLS分散度D_fols；

式中，p_s.i为S中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_fols.i.a为S中预想故障i下FOLS裕度小于FOLS等级对应的裕度档位区间上限的所有设备FOLS裕度的平均值，n_t为T中设备数，μ_fols.ij为S中预想故障下T中设备i、j的FOLS裕度最小值的平均值，z_fols.ij为电网当前运行状态下T中设备i阻抗中心点与设备j阻抗中心点之间的互阻抗；FBVS裕度为G中各个预想故障FBVS裕度中的最小值，根据FBVS裕度所处的预先设定的用于FBVS分级的裕度档位区间确定FBVS等级，将G中预想故障FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FBVS关键故障，将FBVS关键故障组成的集合记为U，将U中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FBVS关键故障概率占比p_fbvs，将U中预想故障FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为FBVS关键节点，将FBVS关键节点组成的集合记为V，分别通过公式(13)、(14)计算FBVS裕度加权均值μ_fbvs.a和FBVS分散度D_fbvs；

式中，p_u.i为U中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_fbvs.i.a为U中预想故障i下FBVS裕度小于FBVS等级对应的裕度档位区间上限的所有节点FBVS裕度的平均值，n_v为V中节点数，μ_fbvs.ij为U中预想故障下V中设备i、j的FBVS裕度最小值的平均值，z_fbvs.ij为电网当前运行状态下V中节点i、j之间的互阻抗；

FFS裕度为G中各个预想故障FFS裕度中的最小值，根据FFS裕度所处的预先设定的用于FFS分级的裕度档位区间确定FFS等级，将G中预想故障FFS裕度小于FFS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为FFS关键故障，将FFS关键故障组成的集合记为W，将W中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为FFS关键故障概率占比p_ffs，通过公式(15)计算FFS裕度加权均值μ_ffs.a；

式中，p_w.i为W中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_ffs.i为W中预想故障i的FFS裕度。

9.根据权利要求8述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于，所述预想故障下安全评估指标包括安全等级、安全类别、安全裕度和关键故障概率占比共4项，其中，安全等级设置为SCS等级、TVS等级、TFS等级、FOLS等级、FBVS等级和FFS等级中最低等级，将其中与FSE安全等级相同的各个三级指标对应的安全类别合并作为FSE的安全类别，通过公式(16)、(17)分别计算FSE的安全裕度μ_fse和关键故障概率占比μ_fse；

μ_fse＝(k_fcsα_fcsμ_fcs.min+k_tvsα_tvsμ_tvs.min+k_tfsα_tfsμ_tfs.min+k_folsα_folsμ_fols.min+k_fbvsα_fbvsμ_fbvs.min+k_ffsα_ffsμ_ffs.min)/(k_fcsα_fcs+k_tvsα_tvs+k_tfsα_tfs+k_folsα_fols+k_fbvsα_fbvs+k_ffsα_ffs (16)

μ_fse＝k_fcsp_fcs+k_tvsp_tvs+k_tfsp_tfs+k_folsp_fols+k_fbvsp_fbvs+k_ffsp_ffs (17)

式中，α_fcs、α_tvs、α_tfs、α_fols、α_fbvs、α_ffs为根据对SCS、TVS、TFS、FOLS、FBVS、和FFS重视程度设置的权系数，μ_fcs.min、μ_tvs.min、μ_tfs.min、μ_fols.min、μ_fbvs.min、μ_ffs.min分别为SCS裕度、TVS裕度、TFS裕度、FOLS裕度、FBVS裕度和FFS裕度，若SCS等级与FSE的安全等级相同，则k_fcs取值为1，否则取值为0；若TVS等级与FSE的安全等级相同，则k_tvs取值为1，否则取值为0；若TFS等级与FSE的安全等级相同，则k_tfs取值为1，否则取值为0；若FOLS等级与FSE的安全等级相同，则k_fols取值为1，否则取值为0；若FBVS等级与FSE的安全等级相同，则k_fbvs取值为1，否则取值为0；若FFS等级与FSE的安全等级相同，则k_ffs取值为1，否则取值为0。

10.根据权利要求6所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述预想故障下稳定评估包括：

暂态功角稳定评估指标，其包括TAS裕度、TAS等级、TAS关键故障概率占比、TAS关键发电机数、TAS裕度加权均值和TAS分散度共6项：

动态稳定评估指标，其包括DSS裕度、DSS等级、DSS关键故障概率占比、DSS关键发电机数、DSS裕度加权均值和DSS分散度共6项。

11.根据权利要求10所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：将所有预想故障组成的集合记为G，将G中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和记为p_g.a，所述TAS裕度为G中各个预想故障下TAS裕度中的最小值，根据TAS裕度所处的预先设定的用于TAS分级的裕度档位区间确定TAS等级，将G中预想故障下TAS裕度小于TAS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为TAS关键故障，将TAS关键故障组成的集合记为X，将X中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为TAS关键故障概率占比p_tas，将X中预想故障下TAS主导模式中领前群发电机组成的集合中发电机数作为TAS关键发电机数，分别通过公式(18)、(19)计算TAS裕度加权均值μ_tas.a和TAS分散度D_tas：

式中，p_x.i为X中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_tas.i为X中预想故障i下TAS裕度，Xi为X中预想故障i对应的TAS主导模式中领前群发电机集合，γ_Xi.j为X中预想故障i下Xi中发电机j的参与因子，P_g.Xi.j为电网当前运行状态下Xi中发电机j的有功出力，γ_Xi.max为X中预想故障i下Xi中发电机参与因子的最大值，n_x为X中预想故障数；

所述DSS裕度为G中各个预想故障下DSS裕度中的最小值，根据DSS裕度所处的预先设定的用于DSS分级的裕度档位区间确定DSS等级，将G中预想故障下DSS裕度小于DSS等级对应的裕度档位区间上限的预想故障作为DSS关键故障，将DSS关键故障组成的集合记为Y，将Y中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为DSS关键故障概率占比p_dss，将Y中预想故障DSS主导模式中领前群发电机组成的集合中发电机数作为DSS关键发电机数，分别通过公式(20)、(21)计算DSS裕度加权均值μ_dss.a和DSS分散度D_dss：

式中，p_y.i为Y中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，μ_dss.i为Y中预想故障i下DSS裕度，Yi为Y中预想故障i对应的DSS主导模式中领前群发电机集合，γ_Yi.j为Y中预想故障i下Yi中发电机j的参与因子，P_g.Yi.j为电网当前运行状态下Yi中发电机j的有功出力，γ_Yi.max为Y中预想故障i下Yi中发电机参与因子的最大值，n_y为Y中预想故障数。

12.根据权利要求11所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述预想故障下稳定评估指标包括稳定等级、稳定类别、稳定裕度和关键故障概率占比共4项，若TAS等级低于DSS等级，则将TAS评估指标的TAS等级、TAS裕度和TAS关键故障概率占比分别作为FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键故障概率占比，并将稳定类别置为“暂态功角稳定”；若TAS等级高于DSS等级，则将DSS评估指标的DSS等级、DSS裕度和DSS关键故障概率占比分别作为FSS评估指标的稳定等级、稳定裕度和关键故障概率占比，并将稳定类别置为“动态稳定”；否则，将FSS评估指标的稳定等级设置为TAS等级，将稳定类别置为“暂态功角稳定+动态稳定”，通过公式(22)计算FSS评估指标的稳定裕度μ_fss，将FSS评估指标的关键故障概率占比置为(p_tas+p_dss)：

式中，α_tas、α_dss为根据对TAS和DSS重视程度设置的权系数，μ_tas.min、μ_dss.min分别为TAS裕度和DSS裕度。

13.根据权利要求6所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述预想故障风险评估包括预想故障发生概率之和p_g.a、经济运行风险评估、连锁故障风险评估和电网解列风险评估共4个二级指标；

所述经济运行风险评估指标包括预想故障下的发电损失风险评估指标R_gt.l和负荷损失风险评估指标R_ld.l两部分，其中，R_gt.l、R_ld.l分别通过公式(23)、(24)计算获得，将G中预想故障下造成连锁故障的预想故障集中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为预想故障下的连锁故障风险评估指标，将G中预想故障下造成电网解列的预想故障集中预想故障在电网当前运行状态下发生的概率之和与p_g.a的比值作为预想故障下的电网解列风险评估指标：

R_gt.l＝∑_i∈G{p_g.i∑_j∈GT[λ_gt.j(P_gt.j-P_gt.i.j)T_gt.i.j]} (23)

R_ld.l＝∑_i∈G{p_g.i∑_j∈LD[λ_ld.j(P_ld.j-P_ld.i.j)T_ld.i.j]} (24)

式中，p_g.i为G中预想故障i在电网当前运行状态下发生的概率，GT为电网当前运行状态发电厂组成的集合，λ_gt.j为GT中发电厂j的上网电价，P_gt.j为GT中发电厂j在电网当前运行状态下的有功出力，P_gt.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时GT中发电厂j的有功出力，T_gt.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时GT中发电厂j有功出力从P_gt.i.j恢复到P_gt.j的时长；LD为电网当前运行状态负荷组成的集合，2_ld.j为LD中负荷j的购电价，P_ld.j为LD中负荷j在电网当前运行状态下的有功，P_ld.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时LD中负荷j的有功，T_ld.i.j为G中预想故障i下电网过渡到稳态时LD中负荷j有功从P_ld.i.j恢复到P_ld.j的时长。

14.根据权利要求13所述的电力系统在线安全稳定评估方法，其特征在于：所述经济运行风险评估指标R_e通过公式(25)计算获得：

R_e＝k_gt._ldR_gt.l+R_ld.l (25)

式中，k_gt.ld为调控人员根据电网经济运行风险管理规定设置的R_gt.l相对于R_ld.l的折算系数。

15.一种电力系统在线安全稳定评估装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取当前状态安全稳定评估指标，所述当前状态安全稳定评估指标包括基态安全评估指标和基态稳定评估指标两个一级指标，所述基态安全评估指标和基态稳定评估指标分别包括若干个二级指标；

第一评估模块，用于获取电网当前运行状态，计算出基态安全评估指标和基态稳定评估指标中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行基态安全评估和基态稳定评估；

所述基态安全评估包括设备过载安全评估指标和节点电压安全评估指标；

所述设备过载安全评估指标包括OLS裕度、OLS等级、OLS关键设备数、OLS裕度均值和OLS分散度；

所述基态节点电压安全BVS评估指标包括BVS裕度、BVS等级、BVS关键节点数、BVS裕度均值和BVS分散度；

将调控中心负责过载监控的设备集合记为A，OLS裕度为A中各个设备OLS裕度中的最小值，根据OLS裕度所处的预先设定的用于OLS分级的裕度档位区间确定OLS等级，将A中OLS裕度小于OLS等级对应的裕度档位区间上限的设备作为OLS关键设备，将OLS关键设备组成的集合记为B，OLS裕度均值为B中设备OLS裕度的平均值，OLS分散度D_ols通过公式(1)计算：

式中，n_a为A中设备数，n_b为B中设备数，μ_ols.ij为B中设备i和设备j的OLS裕度平均值，μ_ols.a为OLS裕度均值，z_ols.ij为电网当前运行状态下B中设备i阻抗中心点与设备j阻抗中心点之间的互阻抗，z_ols.kl为电网当前运行状态下A中设备k阻抗中心点与设备l阻抗中心点之间的互阻抗；

将调控中心负责电压监控的节点集合记为C，BVS裕度为C中各个节点BVS裕度中的最小值，根据BVS裕度所处的预先设定的用于BVS分级的裕度档位区间确定BVS等级，将C中BVS裕度小于BVS等级对应的裕度档位区间上限的节点作为BVS关键节点，将BVS关键节点组成的集合记为D，BVS裕度均值为D中节点BVS裕度的平均值，BVS分散度D_bvs通过公式(2)计算；

式中，n_c为C中节点数，n_d为D中节点数，μ_bvs.ij为D中节点i和节点j的BVS裕度平均值，μ_bvs.a为BVS裕度均值，z_bvs.ij为电网当前运行状态下D中节点i、j之间的互阻抗，z_bvs.kl为电网当前运行状态下C中节点k、l之间的互阻抗。

16.根据权利要求15所述的电力系统在线安全稳定评估装置，其特征在于：还包括：

第二获取模块，用于获取预想故障下运行状态安全稳定评估指标，所述预想故障下运行状态安全稳定评估指标包括预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估三个一级指标，所述预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估分别包括若干个二级指标；

第二评估模块，用于获取预想故障在电网当前运行状态下发生的概率，计算出预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估中各二级指标的值，并基于计算出的各二级指标的值进行预想故障下安全评估、预想故障下稳定评估和预想故障风险评估。

17.一种电力系统在线安全稳定评估系统，其特征在于：包括

处理器，适于实现各指令；以及

存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1～14中任一项所述的方法。

Images