CN111401719A - 电网的动态风险评估方法及装置 - Google Patents

电网的动态风险评估方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111401719A
CN111401719A CN202010163633.XA CN202010163633A CN111401719A CN 111401719 A CN111401719 A CN 111401719A CN 202010163633 A CN202010163633 A CN 202010163633A CN 111401719 A CN111401719 A CN 111401719A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power grid
dynamic
fault
devices
risk assessment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010163633.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王申华
何湘威
方小方
严冬
吴辉
曹保良
寿博仁
王挺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STATE GRID ZHEJIANG YONGKANG POWER SUPPLY Co.,Ltd.
Jinhua Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Wuyi Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Jinhua Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Wuyi Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinhua Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd, Wuyi Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical Jinhua Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority to CN202010163633.XA priority Critical patent/CN111401719A/zh
Publication of CN111401719A publication Critical patent/CN111401719A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电网的动态风险评估方法及装置。该方法包括：获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。本公开涉及的电网的动态风险评估方法及装置，能够有效评估电网系统各运行态下的动态风险，为调度员和运行人员提供风险提示和辅助决策，为电网运行风险管控提供技术支撑。

Description

电网的动态风险评估方法及装置
技术领域
本公开涉及配电网络安全领域，具体而言，涉及一种电网的动态风险评估方法及装置。
背景技术
电网风险评估是指根据电力系统所面临的各种不确定因素，对事故发生的可能性与严重性进行综合度量。电网风险评估通常包含四个方面的内容，确定元件停运模型、选择电网状态(即预想故障集选取)和计算它们的概率、评估所选状态的后果以及计算风险指标。传统电网风险评估由于信息来源较少，往往只能根据给定电网运行断面和固定的元件停运概率进行评估，而无法有效计及电网运行状态动态变化对于电网风险的影响。其主要表现在以下几个方面：
一是未能有效计及实际系统运行状况、环境等因素对元件故障率的影响。二是未能有效计及电网运行态动态变化对预想故障集选取的影响。三是未能有效计及预想故障后电网动态过程对于后果评估的影响。四是未能有效计及电网运行状态变化过程中的电网风险。
因此，需要一种新的电网的动态风险评估方法及装置。
发明内容
有鉴于此，本公开提供一种电网的动态风险评估方法及装置，能够有效评估电网系统各运行态下的动态风险，为调度员和运行人员提供风险提示和辅助决策，为电网运行风险管控提供技术支撑。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一方面，提出一种电网的动态风险评估方法，该方法包括：获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。
在本公开的一种示例性实施例中，基于物联网技术获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息，包括：基于物联网技术获取电网中多个设备的多个设备信息；通过标准化接口获取所述多个设备信息；将所述多个设备新先进性数据清洗生成所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率，包括：获取所述电网的拓扑数据和气象数据；根据所述拓扑数据和所述气象数据确定故障概率动态影响因子；基于所述故障概率动态影响因子和所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述故障概率动态影响因子和所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率，包括：
P＝Pm(t)exp[λ1Z1(s,dg)+λ2Z2(de)+λ3Z3(dt(e1,e2...en))+λ4Z4(dt)]；
其中，P为通过设备运行状态确定的元件动态故障概率，Pm为基准故障概率，Zi i＝1,2,3,4为故障概率动态影响因子，λii＝1,2,3,4为协系数。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集，包括以下至少一者：在灾害状态下，基于灾害信息和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；在检修状态下，基于电网拓扑数据和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；在故障状态下，基于部分设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。
在本公开的一种示例性实施例中，基于部分设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集，包括：基于电网拓扑数据，通过具有关联关系的设备生成多个元件组；在故障状态下，通过对所述多个元件组的搜索提取与故障设备相关联的关联设备；通过所述故障设备和所述关联设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估，包括以下至少一者：基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行灾害动态风险评估；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行检修动态风险评估；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行故障动态风险评估。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估，包括：通过实际调度任务的处理数据生成操作树；基于所述操作树和所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估。
在本公开的一种示例性实施例中，还包括：确定目标故障；基于先切后合原则和分级备自投原则对所述目标故障进行故障模拟，获取电网自愈状态；基于所述电网自愈状态生成所述目标故障的故障结果信息。
根据本公开的一方面，提出一种电网的动态风险评估装置，该装置包括：状态信息模块，用于获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；故障率模块，用于基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；故障集模块，用于基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；风险评估模块，用于基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。
根据本公开的电网的动态风险评估方法及装置，基于电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估的方式，能够有效评估电网系统各运行态下的动态风险，为调度员和运行人员提供风险提示和辅助决策，为电网运行风险管控提供技术支撑。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例的电网的动态风险评估方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例的电网动态风险评估体系图。
图3是根据一示例性实施例的故障后系统状态动态生成流程。
图4是根据一示例性实施例的操作过程故障树。
图5是根据一示例性实施例的电网的动态风险评估方法的系统架构图。
图6是根据一示例性实施例的台风及其影响线路预警图。
图7是根据一示例性实施例的台风影响下各线路风险图。
图8是根据一示例性实施例的操作过程风险评估图。
图9是根据一示例性实施例的操作方案风险对比图。
图10是根据一示例性实施例的电网的动态风险评估装置的框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应理解，虽然本公开中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本公开中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。
针对现有技术中心存在的诸多问题，本公开提出了语种电网的动态风险评估方法，首先通过对系统运行过程分析，划分不同的系统运行态及系统在不同运行态之间的动态转化关系。结合泛在电力物联网多源数据，设计面向电网多运行态的系统动态风险评估体系流程。针对不同运行态，提出系统故障概率动态感知、预想故障集动态选取、系统状态转化过程中的动态风险评估及考虑故障后系统动态过程的故障后果评价等关键技术方法并完成系统设计。下面结合具体的实施例对本公开的内容进行详细描述。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电网的动态风险评估方法的流程图。电网的动态风险评估方法10至少包括步骤S102至S108。
如图1所示，在S102中，获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息。可例如：基于物联网技术获取电网中多个设备的多个设备信息；通过标准化接口获取所述多个设备信息；将所述多个设备新先进性数据清洗生成所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息。可通过泛在电力物联网将电力系统中的各类设备连接起来，通过标准模型与互操作将各信息系统打通，并将各设备各系统数据通过标准化接口接入泛在电力物联网数据中台。由数据中台统一对数据进行清理、存储与管理，并对外提供通用数据微服务。
在S104中，基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率。包括：获取所述电网的拓扑数据和气象数据；根据所述拓扑数据和所述气象数据确定故障概率动态影响因子；基于所述故障概率动态影响因子和所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率。
动态故障率与动态故障集获取是电网动态风险评估的核心。不同于传统的电网风险评估，其首先通过泛在电力物联网平台信息判断电网当前所处运行态。一是根据运行态信息与设备状态信息动态修正元件故障率。二是依据电网不同的运行态选取相应方法生成动态增量预想故障集，并考虑故障后系统自动化动作对故障后状态进行修正。
系统故障概率获取是系统风险评估的基础性工作，但系统故障概率不是一成不变的，其不仅受元件本身服役年限、负载率影响，也受外界环境影响，不同运行态下的元件故障概率一般也有所不同。本公开按下式计算元件故障概率：
P＝Pm(t)exp[λ1Z1(s,dg)+λ2Z2(de)+λ3Z3(dt(e1,e2...en))+λ4Z4(dt)]
式中P为元件故障概率，Pm为基准故障概率，Zi i＝1,2,3,4为故障概率动态影响因子，λi i＝1,2,3,4为协系数。
基准故障概率Pm与设备投运时长的关系符合浴盆曲线，且概率密度可用Weibull分布表示，表达式为：式中t为设备服役时长，
Figure BDA0002406650430000061
β分别是威布尔分布的尺度参数和形状参数。
Figure BDA0002406650430000062
灾害态修正因子Z1(s,dg)＝es/dg，其与灾害等级s及当前元件距灾害中心的地理距离dg有关，λ1为协系数。
检修态修正因子Z2(de)＝1/de，其与电气距离de成反比。
调度态修正因子Z3与元件距调度操作中所涉及元件的拓扑距离有关，表达式为：
Figure BDA0002406650430000063
故障态修正因子Z4(de)＝1/dt，其与当前元件距故障元件的拓扑距离有关。
在S106中，基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。可例如，在灾害状态下，基于灾害信息和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；还可例如，在检修状态下，基于电网拓扑数据和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；还可例如，在故障状态下，基于部分设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。
在S108中，基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。
在一个实施例中，可基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行灾害动态风险评估；灾害态下，结合泛在电力物联网多源数据，获取灾害信息，如台风中心、风速与台风路径，如山火级别与影响范围等，如雷暴地点与落雷密度等，结合GIS信息，匹配受影响的设备，将其加入增量预想故障集。
在一个实施例中，可基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行检修动态风险评估；检修态下，因设备检修使得电网结构存在薄弱环节，如双回线一回检修时另一回线故障，双主变运行一主变检修时另一主变故障以及双母线运行一段母线检修时另一段母线故障，都会造成相关厂站全停等严重后果。根据泛在电力物联网中的电网拓扑数据，以检修设备为中心划定断面，将断面内检修相关影响设备加入增量故障集。
在一个实施例中，可基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估；这部分内容将在图2对应的实施例中进行详细描述。
在一个实施例中，基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行故障动态风险评估。利用获取到的元件动态故障率与动态故障集进行电网状态概率计算与电网状态后果计算，最终得到电网风险评估与定级结果。故障态下，一个元件的故障往往会导致与其相邻的数个元件同时失效，我们将这些元件称作一个元件组。在元件组中任一元件故障后，根据站内拓扑，将整个元件组加入增量预想故障集。
根据本公开的电网的动态风险评估方法，获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估的方式，能够有效评估电网系统各运行态下的动态风险，为调度员和运行人员提供风险提示和辅助决策，为电网运行风险管控提供技术支撑。
应清楚地理解，本公开的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本公开公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。
图2是根据一示例性实施例示出的一种电网的动态风险评估方法的示意图。基于本公开方法构建电网动态风险评估体系流程如图2所示，主要分为泛在电力物联网平台、动态故障率与故障集获取以及风险计算三个部分。
电网动态风险评估体系中，元件级的参数与环境感知将为设备故障率计算提供基础数据。
电网动态风险评估体系中，预想故障集的选取是运行风险评估的基础，传统的方法一般采用N-1方法或者蒙特卡洛方法生成预想故障集，但是系统处于不同运行态时，预想故障集的选取往往是不相同的。例如双回线其中一回线路检修，另一回线路负担潮流增大，发生故障可能性增加，且故障后导致该双回线供电负荷全停，后果也较为严重。元件故障时，需要考虑其相关停运，将对应元件组加入预想故障集。再例如台风来临时，根据风圈影响范围，需要将台风路径上设备按风圈和风力大小划入预想故障集制定事故预案。泛在电力物联网环境下，系统将能感知电网中的检修、操作、故障、灾害等状态及其相关元件，生成具有针对性的动态预想故障集。
风险评估的结果是供调度员参考的进行电网调整的，因此需要给出预想故障后的电网状态。而实际运行中，故障发生后，调度员给出调整措施之前，是由电网的自动化装置先进行动作，例如自动重合闸以及备自投动作。考虑这些装置自动动作后的电网状态才是故障后调度员所真正面临的电网状态。电网动态风险评估体系中，获取自动化装置与开关备自投属性，并在预想故障下模拟其动作逻辑，从而获取正确的故障后系统状态进行后果评估。
传统的电网风险评估所评估的最小单位为系统的某一个运行状态，但系统在运行状态之间转化时往往会经历一系列子状态。如进行开关倒闸操作时，就存在冷倒和热导两种方式，每种方式均包含若干步骤。从传统风险评估来看，两种方式倒闸后系统状态是一致的，但这两种倒闸过程中每一步调度操作却有可能产生不同的系统子状态，导致系统风险水平有所不同。在电网动态风险评估体系中，，引入操作票与操作设备信息，评估电网状态转化过程中的电网动态风险。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种电网的动态风险评估方法的流程图。图3所示的流程是对图2所示的流程中“可基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估”的详细描述。
如图3所示，在S302中，故障模拟，生成主电气岛和若干孤立电气岛。
在S304中，对孤立电气岛中的母线划分电压等级。
在S306中，遍历孤岛中下一电压等级母线。
在S308中，判断母线是否装有备自投装置。
在S310中，是否进行进线备自投。
在S312中，断开在运供电线路开关，合上备用供电线路开关。
在S314中，断开在运供电线路开关，合上备用母线母联开关。
在S316中，判断当前电压等级母线是否遍历完毕。
在S318中，按当前开关链接关系重新生成孤岛。
在S320中，判断所有电压等级是否遍历完毕。
在S322中，得到经备自投动作修正后的故障后果。
经过系统故障概率的动态计算以及系统故障集的动态生成，即可对动态增量故障集中的系统故障进行评估，从而得到整个系统的风险状态。在传统的风险评估理论中，评估的是故障后的系统即时状态，即不考虑调度员后续动作。而实际上系统故障后备自投等自动化装置动作将完成电网的部分自愈。电网风险评估的是预想故障发生后调度员面临的系统状态，故应当计及自动化装置动作这一故障后动态过程对系统风险的影响，本公开中主要考虑备自投装置的影响。
为模拟系统中备自投动作，必须遵循备自投动作的两个原则。一是先切后合原则，二是分级备自投原则。先切后合是指备自投开关检测到所连母线失压而对侧电源有电时，先断开主电源与母线开关，再合上备自投开关。分级备自投原则是指某一区域电网因故障停电后，先由区域内高电压等级的备自投动作，再由未恢复供电部分的电压等级备自投动作。本公开遵循该两个原则，制定了备自投动作模拟流程如图3所示，从而得到故障后调度员实际所面临的系统状态。
图4是根据另一示例性实施例示出的一种电网的动态风险评估方法的示意图。如图4所示，电力系统不同运行态之间的转化，不论是设备检修从常态进入检修态还是从故障态恢复到常态，中间都需要进行相应的调度操作。常规的系统风险评估主要考虑调度操作开始前和结束后两个系统状态的风险，而实际中一项调度任务往往由许多个开关操作组成，同一项调度任务，执行的操作步骤不同，其中所包含的系统风险点也不相同。
为了计及调度操作过程中的动态风险，本公开将调度任务细分为一系列的开关刀闸操作，对每一步操作，按操作成功、拒动以及元件故障生成操作树，并对应操作树生成该操作过程中的预想故障集。根据图4所示操作树，对操作可能造成的系统状态进行分类并计算其对应的概率，即可对操作过程风险进行评估。
图5是根据另一示例性实施例示出的一种电网的动态风险评估方法的示意图。根据本公开的电网的动态风险评估方法生成的电网评估系统的系统软件架构如图5所示，主要由数据中台、业务中台以及核心模块组成。中台以微服务的方式对前后台提供模块化服务，从而避免了重复的功能开发，对各业务形成有力支撑。
其中，数据中台，将来自泛在电力物联网各系统、各装置的数据(D5000、PMS、OMS、设备状态监测、气象系统、灾害预警系统等)通过统一的数据接口抽取到数据中台，并经过数据清洗、数据加工、数据转化生成设备状态、运行数据、拓扑数据、气象数据、操作票数据等几大类数据，以数据微服务方式向业务中台、后台核心模块和系统前台提供数据服务。
其中，业务中台，汇聚了系统中常用的功能模块。潮流计算和拓扑解析属于基础模块，拓扑解析主要包含网架结构解析和站内拓扑解析，为操作、检修以及故障动态风险评估提供拓扑基础；潮流计算主要在后果计算时调用。后果计算和概率计算则是各运行态下风险评估均需调用的模块，其最终结果合成风险定级结果。
其中，后台核心模块，根据数据中台传送的设备状态、检修操作以及气象等信息进行运行态辨识以及元件动态故障率的计算。并根据电网运行态分别进行灾害态、操作态、检修态和故障态的动态风险评估。其中灾害动态风险评估根据灾害范围预测和强度预测将可能受影响的电网设备加入预想故障集。操作动态风险评估将操作票解析为详细的操作步骤，对每一步操作进行模拟，生成以各步骤可能结果为节点的操作故障树进行评估。检修态风险评估根据网架结构划分检修断面，选取断面上相同属性元件作为相关元件加入预想故障集。故障态风险评估则是根据元件组选取故障元件集进行评估。由系统后动作模拟模块对各运行态动态风险评估故障进行状态修正，得到最终态待评估的电网状态。
其中，系统前台，主要进行系统风险展示，主要包括元件级的风险展示和系统级风险展示。元件级风险主要展示元件随状态环境变化所存在的高故障率风险。系统级风险主要展示系统在灾害、检修、故障、操作等不同运行态下的风险等级与风险点以及风险点的详细分析。
本公开所设计的基于泛在电力物联网的电网多运行态动态风险评估系统已在某市电网得到初步应用，下面以灾害动态风险评估与操作动态风险评估两个实例说明系统实用性。
灾害动态风险评估案例
某年8月台风卡努在东部沿海省份登陆，系统中灾害评估模块经气象灾害监测系统接入台风预警数据，经GIS系统接入地区电网设备地理坐标数据。通过台风路径、风圈、风力大小等因素，结合输电线路地理位置信息，预测出象衣2R85、宁奉4P51等7条线路将受台风影响，如图6所示。并根据受台风影响程度，修正未来十天内线路故障率，结果如图7所示。根据预测风险结果，8月7日12时至8月8日6时，象衣2R85、宁奉4P51等7条线路存在受台风影响故障风险，7日15时至8日0时处于高危风险时期，且象衣2R85和海北4P58线路风险最高。需提醒调度人员及相关供区对高危风险时期内的高危线路做调度备案并做好抢修准备。操作动态风险评估模块通过对操作票解析，可评估每个操作步骤风险，并可对不同操作方案进行风险比较。
如图8所示，调度下令执行220kV梅皇甲线(2370)运行转检修操作。该操作票可解析为断开梅林站梅黄甲线2370开关等6个步骤，系统分析各步骤风险如图*所示。其中第1步操作断开梅林站梅黄甲线2370开关后，系统进入动态N-1扫描发现若梅皇乙线发生故障断开，可能导致4座110kV及以上厂站全停，后果等级较严重，且线路故障率相对较高，因此步骤1风险等级较高，需要在操作执行时注意相关元件状态并做好事故预案。而步骤3、5为两端线路侧刀闸操作，此时两端开关已断开，刀闸为断电操作，故风险等级较低。
如图9所示，皇岗站220kV梅皇甲线2370开关导母线操作存在冷倒和热倒两种操作方案，热倒过程中母线死链接，失败后会造成较为严重的失压及厂站全停风险，而冷倒操作中发生故障后母线可解列运行，影响范围较小。系统最终评估热倒风险等级为4级，冷倒风险等级为5级，冷倒风险较小，应采用冷倒方式。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤被实现为由CPU执行的计算机程序。在该计算机程序被CPU执行时，执行本公开提供的上述方法所限定的上述功能。所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。
图10是根据一示例性实施例示出的一种电网的动态风险评估装置的框图。如图10所示，电网的动态风险评估装置100包括：状态信息模块1002，故障率模块1004，故障集模块1006，风险评估模块1008。
状态信息模块1002用于获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；包括：基于物联网技术获取电网中多个设备的多个设备信息；通过标准化接口获取所述多个设备信息；将所述多个设备新先进性数据清洗生成所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息。
故障率模块1004用于基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；包括：获取所述电网的拓扑数据和气象数据；根据所述拓扑数据和所述气象数据确定故障概率动态影响因子；基于所述故障概率动态影响因子和所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率。
故障集模块1006用于基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；在灾害状态下，基于灾害信息和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；在检修状态下，基于电网拓扑数据和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；在故障状态下，基于部分设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。
风险评估模块1008用于基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行灾害动态风险评估；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行检修动态风险评估；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行故障动态风险评估。
根据本公开的电网的动态风险评估装置，获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估的方式，能够有效评估电网系统各运行态下的动态风险，为调度员和运行人员提供风险提示和辅助决策，为电网运行风险管控提供技术支撑。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的上述方法。
所述软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现如下功能：获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.电网的动态风险评估方法，其特征在于，包括：
获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；
基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；
基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；
基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于物联网技术获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息，包括：
基于物联网技术获取电网中多个设备的多个设备信息；
通过标准化接口获取所述多个设备信息；
将所述多个设备新先进性数据清洗生成所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率，包括：
获取所述电网的拓扑数据和气象数据；
根据所述拓扑数据和所述气象数据确定故障概率动态影响因子；
基于所述故障概率动态影响因子和所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述故障概率动态影响因子和所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率，包括：
P＝Pm(t)exp[λ1Z1(s,dg)+λ2Z2(de)+λ3Z3(dt(e1,e2...en))+λ4Z4(dt)]；
其中，P为元件故障概率，Pm为通过运行状态信息和设备信息确定的基准故障概率，Zii＝1,2,3,4为故障概率动态影响因子，λi i＝1,2,3,4为协系数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集，包括以下至少一者：
在灾害状态下，基于灾害信息和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；
在检修状态下，基于电网拓扑数据和所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；
在故障状态下，基于部分设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于部分设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集，包括：
基于电网拓扑数据，通过具有关联关系的设备生成多个元件组；
在故障状态下，通过对所述多个元件组的搜索提取与故障设备相关联的关联设备；
通过所述故障设备和所述关联设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估，包括以下至少一者：
基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行灾害动态风险评估；
基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行检修动态风险评估；
基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估；
基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行故障动态风险评估。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估，包括：
通过实际调度任务的处理数据生成操作树；
基于所述操作树和所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行操作动态风险评估。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定目标故障；
基于先切后合原则和分级备自投原则对所述目标故障进行故障模拟，获取电网自愈状态；
基于所述电网自愈状态生成所述目标故障的故障结果信息。
10.电网的动态风险评估装置，其特征在于，包括：
状态信息模块，用于获取电网中多个设备的运行状态信息和设备状态信息；
故障率模块，用于基于所述多个设备的运行状态信息和设备状态信息确定所述多个设备的多个元件故障率；
故障集模块，用于基于所述多个设备的运行状态确定所述电网的动态增量预想故障集；
风险评估模块，用于基于所述多个元件故障率和所述电网的动态增量预想故障集对所述电网进行动态风险评估。
CN202010163633.XA 2020-03-10 2020-03-10 电网的动态风险评估方法及装置 Pending CN111401719A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010163633.XA CN111401719A (zh) 2020-03-10 2020-03-10 电网的动态风险评估方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010163633.XA CN111401719A (zh) 2020-03-10 2020-03-10 电网的动态风险评估方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111401719A true CN111401719A (zh) 2020-07-10

Family

ID=71428710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010163633.XA Pending CN111401719A (zh) 2020-03-10 2020-03-10 电网的动态风险评估方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111401719A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421767A (zh) * 2020-09-30 2021-02-26 云南电网有限责任公司西双版纳供电局 电网防灾应急全景监视方法及装置
CN113162232A (zh) * 2021-04-09 2021-07-23 北京智盟信通科技有限公司 一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法
CN113313421A (zh) * 2021-06-24 2021-08-27 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种电力物联网感知层安全风险状态分析方法及系统
CN113765100A (zh) * 2021-09-10 2021-12-07 国网上海市电力公司 一种电网故障处理系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102708411A (zh) * 2012-04-23 2012-10-03 中国电力科学研究院 一种地区电网在线风险评估方法
CN103903196A (zh) * 2014-04-24 2014-07-02 中国南方电网有限责任公司 一种考虑设备老化因素的电网调度运行实时风险评估方法
CN104966147A (zh) * 2015-05-19 2015-10-07 国网河南省电力公司 一种考虑基态和事故态的电网运行风险分析方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102708411A (zh) * 2012-04-23 2012-10-03 中国电力科学研究院 一种地区电网在线风险评估方法
CN103903196A (zh) * 2014-04-24 2014-07-02 中国南方电网有限责任公司 一种考虑设备老化因素的电网调度运行实时风险评估方法
CN104966147A (zh) * 2015-05-19 2015-10-07 国网河南省电力公司 一种考虑基态和事故态的电网运行风险分析方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王申华 等: "基于泛在电力物联网多源信息的电网动态风险评估系统" *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421767A (zh) * 2020-09-30 2021-02-26 云南电网有限责任公司西双版纳供电局 电网防灾应急全景监视方法及装置
CN112421767B (zh) * 2020-09-30 2023-04-07 云南电网有限责任公司西双版纳供电局 电网防灾应急全景监视方法及装置
CN113162232A (zh) * 2021-04-09 2021-07-23 北京智盟信通科技有限公司 一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法
CN113313421A (zh) * 2021-06-24 2021-08-27 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种电力物联网感知层安全风险状态分析方法及系统
CN113765100A (zh) * 2021-09-10 2021-12-07 国网上海市电力公司 一种电网故障处理系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111401719A (zh) 电网的动态风险评估方法及装置
US20180210479A1 (en) Microgrid model based automated real time simulation for market based electric power system optimization
CN102063651B (zh) 一种基于在线采集数据的城市电网风险评估系统
CN101179195B (zh) 配电网规划方案辅助决策系统
Anteneh et al. Reliability enhancement of distribution substation by using network reconfiguration a case study at debre berhan distribution substation
EP2537222B1 (en) Energy generating system and control thereof
CN103995215B (zh) 一种基于多层次反馈调整的智能电网故障诊断方法
Razi-Kazemi et al. Priority assessment of online monitoring investment for power system circuit breakers—Part I: Qualitative-quantitative approach
Liu et al. Assessing the risk of implementing system integrity protection schemes in a power system with significant wind integration
Ge et al. Evaluation of the situational awareness effects for smart distribution networks under the novel design of indicator framework and hybrid weighting method
CN111143764A (zh) 基于扩散理论的结构复杂配网可靠性评估方法
CN112713594A (zh) 一种微电网仿真控制系统
Idowu et al. Reliability Improvement Study of a Distribution Network with Distributed Generation
Alshammari Evaluation of power system reliability levels for (N-1) outage contingency
Wu et al. Study on risk assessment system of power failure in distribution network of large cities
Nighot Incorporating substation and switching station related outages in composite system reliability evaluation
Amjady Generation adequacy assessment of power systems by time series and fuzzy neural network
Guan et al. Enhancing security and resilience of bulk power systems via multisource big data learning
CN113488957A (zh) 基于d5000系统的继电保护定值在线校核及预警子系统
Farahat et al. Power system reliability evaluation and quality assessment by fuzzy logic technique
Samooni et al. Investigating the Climatic Effect on Reliability Assessment of a Composite Power System Using a Bayesian Network Base on Minimal Cutset
Chowdhury et al. Probabilistic assessment of transmission system reliability performance
Billinton et al. Adequacy evaluation in generation, transmission and distribution systems of an electric power system
CN111340646A (zh) 核电厂运行在线安全和经济分析系统
Dong et al. Probabilistic vs deterministic power system stability and reliability assessment

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201211

Address after: No.21 Wenquan North Road, Wuyi County, Jinhua City, Zhejiang Province

Applicant after: STATE GRID ZHEJIANG WUYI COUNTY POWER SUPPLY Co.,Ltd.

Applicant after: JINHUA POWER SUPPLY COMPANY OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co.,Ltd.

Applicant after: STATE GRID ZHEJIANG YONGKANG POWER SUPPLY Co.,Ltd.

Address before: No.21 Wenquan North Road, Wuyi County, Jinhua City, Zhejiang Province

Applicant before: STATE GRID ZHEJIANG WUYI COUNTY POWER SUPPLY Co.,Ltd.

Applicant before: JINHUA POWER SUPPLY COMPANY OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200710

RJ01 Rejection of invention patent application after publication