CN112508313B - 面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法、装置及系统 - Google Patents

面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法、装置及系统，包括获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；基于各可恢复设备的恢复顺序、调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价。本发明首先分析计算出故障后电网可恢复设备的最佳恢复顺序，然后基于该计算出来的最佳恢复顺序对调度员实际操作结果进行评价，实现了对调度员故障后电网操作合理性的有效评价。

Description

面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法、装置及系统
技术领域
本发明属于电力系统仿真培训领域，具体涉及一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法。
背景技术
随着智能电网和特高压电网的快速建设，电网的物理形态与运行特性发生显著变化，电网特性由区域模式转向整体模式，局部故障影响范围扩大，甚至可能演变成更大范围的故障，迫切要求电网调度人员把握特高压电网运行特性，提高驾驭特高压电网安全稳定运行的能力和素质，有效避免电网重大事故的发生。调度仿真培训是提升调度人员技能水平的有效途径，而对学员行为的科学准确评价更能够有针对性地指导学员发现自身的薄弱环节，进而精准快速地提高调度技能水平。
调度仿真培训中，需要科学有效地对学员的操作行为做出全面评价，帮助学员找到自身需要提高的薄弱环节，其中电网故障后，可恢复设备的恢复顺序将直接影响电网安全稳定。现有技术中的调度员培训仿真中，评价指标中并没有对电网故障后设备恢复操作的合理性进行评价，即没有对可恢复设备的恢复顺序进行评价，但是可恢复设备的操作顺序，直接影响故障后电网恢复过程的安全稳定运行和供电经济性，合理规划电网操作流程正是电网调度人员必须具备的技能。因此，需要建立最佳设备恢复顺序的分析计算方法，进而对调度员的设备操作顺序进行评价。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法，首先分析计算出故障后电网可恢复设备的最佳恢复顺序，然后基于该计算出来的最佳恢复顺序对调度员实际操作结果进行评价，实现了对调度员故障后电网操作合理性的有效评价。
为了实现上述技术目的，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，本发明提供了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法，包括：
获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；
计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；
对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；
基于各可恢复设备的恢复顺序和调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序，计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价。
可选地，所述可恢复设备为故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为满足并列条件的并网点。
可选地，所述电网风险概率通过以下公式计算获得：
R＝∑kiri
Figure BDA0002181836900000021
式中，n表示可恢复设备的数目，ri表示第i种风险，ki为第i种风险的权重，pj表示设备开断的概率，j的取值范围为1≤j≤n。
可选地，所述实时评价得分通过以下计算公式计算获得：
Figure BDA0002181836900000022
式中，S表示评价总分，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序，1≤Ml≤Kl，L′表示当前操作轮数，L′≤总轮次L。
第二方面，本发明提供了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价装置，包括：
获取模块，用于获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；
计算模块，用于计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；
排序模块，用于对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；
评价模块，用于基于各可恢复设备的恢复顺序和调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序，计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价。
可选地，所述可恢复设备为故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为满足并列条件的并网点
可选地，所述电网风险概率通过以下公式计算获得：
R＝∑kiri
Figure BDA0002181836900000031
式中，n表示可恢复设备的数目，ri表示第i种风险，ki为第i种风险的权重，pj表示设备开断的概率，j的取值范围为1≤j≤n。
可选地，所述实时评价得分通过以下计算公式计算获得：
Figure BDA0002181836900000032
式中，S表示评价总分，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序，1≤Ml≤Kl，L′表示当前操作轮数，L′≤总轮次L。
第三方面，本发明提供了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价系统，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)本发明首先分析计算出故障后电网可恢复设备的最佳恢复顺序，然后基于该计算出来的最佳恢复顺序对调度员实际操作结果进行评价，实现了对调度员故障后电网操作合理性的有效评价，能够更全面的评价调度员处理电网故障的能力和水平，有利于培训过程中及时帮助调度员查找问题。
(2)本发明的预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的，实现了在故障前断面基础上叠加故障后待恢复电网拓扑变化，通过分析电网风险概率确定设备操作顺序，具有科学性和实用性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法的流程示意图。
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的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
本发明实施例中提供了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法，具体包括以下步骤：
(1)获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；
(2)计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；
(3)对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；
(4)基于各可恢复设备的恢复顺序、调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价。
在本发明实施例的第一种具体实施方式中，所述可恢复设备为故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；在本发明实施例的第二种具体实施方式中，所述可恢复设备为与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；在本发明实施例的第三中具体实施方式中，所述可恢复设备为满足并列条件的并网点。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述电网风险概率为当检测到某一可恢复设备恢复送电后，基于所述预想电网模型计算获得，具体计算公式为：
R＝∑kiri
Figure BDA0002181836900000041
式中，n表示可恢复设备的数目，ri表示第i种风险，ki为第i种风险的权重，pj表示设备开断的概率，j的取值范围为1≤j≤n。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述实时评价得分通过计算公式计算获得：
Figure BDA0002181836900000042
式中，S表示评价总分，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序，1≤Ml≤Kl，L′表示当前操作轮数，L′≤总轮次L。
在实际过程中，如图1所示，所述面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法的具体实施过程为：
阶段1：电网可恢复设备判断
判断电网故障后，当前断开设备中，可恢复设备和不可恢复设备。其中，可恢复设备应满足条件：
①故障设备：故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电，且在热备用状态；
②非故障设备：与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电，且在热备用状态；
③可恢复设备如果是并网点，判断是否满许并列条件。
阶段2：可恢复设备恢复顺序分析计算
步骤i.构建分析用预想电网模型
以故障前电网为初始运行状态，基于故障后电网中所有开断设备(包括故障设备和非故障设备)在故障前电网模型中全部开断，构建分析用预想电网。本发明实施例中的电网模型是以故障前电网作为初始状态，只考虑故障后的设备开断情况，并不叠加故障后紧急控制和预控中对机组出力等调节，所以与故障后电网(当前电网)存在差异，是一个为了分析设备操作顺序的预想电网。
步骤ii.恢复某一可恢复设备
在预想电网模型中，任意选取某一可恢复设备，将该可恢复设备恢复送电。
步骤iii.计算电网风险概率
对恢复某一可恢复设备后的预想电网模型进行薄弱环节分析，计算电网风险概率。首先通过模拟电网主设备开断，进行静态安全分析计算，获得电网中的哪些设备开断会造成风险。本发明中考虑频率越限、电压越限、孤网运行风险、设备过热稳风险、损失负荷风险等5种风险。设有n个设备开断会造成某种风险ri(i为某种风险类型)，n个设备中每个设备开断的概率为pj(1≤j≤n)，则第i种风险的概率为
Figure BDA0002181836900000051
当前电网的总风险概率R为：
R＝∑kiri
其中，ki为第i种风险的权重，
Figure BDA0002181836900000052
步骤iv.重复步骤ii和步骤iii，直至遍历所有可恢复设备。
步骤v.计算设备恢复顺序
对每个可恢复设备恢复送电后，电网的风险R进行排序，风险小的设备为优先可恢复设备，得到当前电网可恢复设备的恢复顺序。
阶段3：操作顺序评价
调度员进行某设备操作后，对调度员本轮操作结果进行评价。评价的总体原则是：
1)根据可恢复设备的恢复顺序，调度员实际操作的设备在排序中越靠前，则分数越高，评价分数按设备排序线性划分。
2)实时评价分数，代表当前已经发生的所有轮次(非全部轮次)折算每个轮次分数占比后的评价分数。发生新的轮次后，之前轮次的分数占比将发生变化，所以实时评价分数可能出现升高或降低的变化。
3)每个轮次的分数占比，按照本轮次可恢复设备数量占全部可恢复设备数量的比例确定。
根据以上评价原则，评价分数计算如下。设评价总分为S，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序(1≤Ml≤Kl)，则第L′轮操作后(L′≤总轮次L)，实时评价得分s为：
Figure BDA0002181836900000061
根据每轮恢复后电网情况，重复阶段1至阶段3，重新判断可恢复设备，构建分析用预想电网分析计算设备恢复顺序，并对调度员操作情况进行评价，直至电网完全恢复为止。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价装置，包括：
获取模块，用于获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；
计算模块，用于计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；
排序模块，用于对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；
评价模块，用于基于各可恢复设备的恢复顺序和调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序，计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价。
在本发明实施例的第一种具体实施方式中，所述可恢复设备为故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
在本发明实施例的第二种具体实施方式中，所述可恢复设备为与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
在本发明实施例的第三种具体实施方式中，所述可恢复设备为满足并列条件的并网点在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述电网风险概率通过以下公式计算获得：
R＝∑kiri
Figure BDA0002181836900000071
式中，n表示可恢复设备的数目，ri表示第i种风险，ki为第i种风险的权重，pj表示设备开断的概率，j的取值范围为1≤j≤n。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述实时评价得分通过以下计算公式计算获得：
Figure BDA0002181836900000072
式中，S表示评价总分，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序，1≤Ml≤Kl，L′表示当前操作轮数，L′≤总轮次L。
实施例3
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价系统，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中任一项所述的步骤
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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法，其特征在于，包括：
获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；
计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；
对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；
基于各可恢复设备的恢复顺序和调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序，计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价；
所述电网风险概率通过以下公式计算获得：
R＝∑kiri
Figure FDA0003741792980000011
式中，n表示可恢复设备的数目，ri表示第i种风险，ki为第i种风险的权重，pj表示设备开断的概率，j的取值范围为1≤j≤n；
所述实时评价得分通过以下计算公式计算获得：
Figure FDA0003741792980000012
式中，S表示评价总分，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序，1≤Ml≤Kl，L′表示当前操作轮数，L′≤总轮次L。
2.根据权利要求1所述的一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价方法，其特征在于：所述可恢复设备为故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为满足并列条件的并网点。
3.一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取预想电网模型，所述预想电网模型是基于将故障后待恢复电网中所有开断设备在故障前电网模型中全部断开建立的；
计算模块，用于计算出预想电网模型中各可恢复设备对应的电网风险概率；
排序模块，用于对计算出来的所有电网风险概率进行排序，得到各可恢复设备的恢复顺序；
评价模块，用于基于各可恢复设备的恢复顺序和调度员实际操作的设备在所有可恢复设备中的排序，计算出调度员操作情况的实时评价得分，完成可恢复设备操作顺序评价；
所述电网风险概率通过以下公式计算获得：
R＝∑kiri
Figure FDA0003741792980000021
式中，n表示可恢复设备的数目，ri表示第i种风险，ki为第i种风险的权重，pj表示设备开断的概率，j的取值范围为1≤j≤n；
所述实时评价得分通过以下计算公式计算获得：
Figure FDA0003741792980000022
式中，S表示评价总分，Kl表示第l轮可操作设备总数，Ml表示调度员实际操作的设备在Kl个可恢复设备的恢复顺序中的排序，1≤Ml≤Kl，L′表示当前操作轮数，L′≤总轮次L。
4.根据权利要求3所述的一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价装置，其特征在于：所述可恢复设备为故障已清除、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为与故障隔离、设备一侧母线带电、一二次设备无异常、可恢复送电且处于热备用状态的设备；
或者所述可恢复设备为满足并列条件的并网点。
5.一种面向故障后可恢复设备操作顺序评价系统，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1～2中任一项所述的方法。
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