CN113627766A - 一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：智能监测终端获取电力设备信息，并根据电力设备信息生成拓扑图；所述智能监测终端对拓扑图进行处理，构建区域电网网络完整拓扑结构的图数据模型；所述智能监测终端将图数据模型进行重叠检修的拓扑分析；所述智能监测终端将图数据模型进行拓扑辨识；所述智能监测终端生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果；有效解决了停电检修计划的风险辨识效率准确性，使检修计划结果能更趋近且满足电网运行安全合理性要求，并解决多部门之间协作的效率难题；实现了拓扑辨识停电检修时存在的电网运行风险。

Description

一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法
技术领域
本发明涉及电网风险辨识领域，尤其涉及一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法。
背景技术
潜在的检修停电风险往往与检修计划引起的电网结构及供输电稳定性降低有关，主要的停电检修引起的电网安全运行风险主要有：因重叠检修引起的变电站节点与电网系统的电气联系减弱风险；因同时检修引起的电气孤岛、变电站失压风险；由电气孤岛、变电站失压带来的区域失负荷风险；检修网络下发生N-1故障断线引起的电网运行风险；因检修引起的负荷转供导致邻近设备过载风险等；停电检修计划业务大多通过电力调度计划部门人员在对检修时序编排后，结合电网网络系统图或其它运行调度系统提供的信息，自行进行人工判断识别；对于风险辨识评估的效率较差，在年度计划时，大量的停电计划需求申请在编排时更易造成风险辨识、运行安全合理性方面的缺失与判断疏漏。
现有的电网运行风险辨识技术往往局限于运行仿真分析领域，主要技术在于潮流建模、暂态稳态仿真分析方面的运行分析技术，与实际的停电检修业务结合不够紧密，对于年度计划的未来长周期的风险辨识场景下，潮流的不确定性也难以有效衡量风险的实际发生情况，且由于计算量庞大，辨识计算效率仍显不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，实现了拓扑辨识停电检修时存在的电网运行风险。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
S101、智能监测终端获取电力设备信息，并根据电力设备信息生成拓扑图；
S102、智能监测终端对拓扑图进行处理，构建区域电网网络完整拓扑结构的图数据模型；
S103、智能监测终端将图数据模型进行重叠检修的拓扑分析；
S104、智能监测终端将图数据模型进行拓扑辨识；
S105、智能监测终端生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果；
步骤S101至步骤S105，智能监测终端获取电力设备信息，并进行重叠进行的拓扑分析和拓扑辨识，生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果。
进一步的，电力设备信息包括电网设备元件数据、元件连接关系数据、停电检修计划数据和电网实时运行数据，并将电力设备信息生成拓扑图，并保存至图数据库。
进一步的，拓扑图包括节点和边，将母线、开关、发动机、负荷、线路等电力系统定义为拓扑图的节点，将电力设备之间的连接定义为拓扑图的边；电力设备拓扑关系的物理节点属性定义为拓扑图的节点，建立设备之间的拓扑关联；对电力设备网络进行拓扑辨识中，对于电网构建拓扑时多余的中间节点和开关支路可以消去，从而减少节点和支路数目。
进一步的，由于拓扑图中存在已停电检修的节点与支路，需将拓扑图进行处理，即对断开的支路数据和变压器数据进行拼接，形成电网、全电压等级的区域内所有节点的完整连接关系。
进一步的，智能监测终端对拓扑图进行处理的方式包括：将图数据库中拓扑图的节点修改为拓扑图的边，减少图数据库中拓扑图的节点和相应拓扑图的边数量，拓扑图遍历的条数相应减少，并提高图数据库查询访问效率，构建区域电网网络完整拓扑结构图数据模型。
进一步的，图数据模型可进行批量化管理，即电网产生网络拓扑结构变化时，可实时进行图数据模型的修正、添加、删除、导入定义等操作。
进一步的，图数据模型进行重叠检修的拓扑分析，对停电检修计划设备所在元件利用最短路径算法进行重叠检修的拓扑分析；对停电设备所在节点之间进行遍历最短路径搜索，寻找与其同一天时间停电的设备节点的最短路径，生成最短路径的路径结果；对最短路径的路径结果进行重叠检修程度辨识，生成停电设备之间的重叠检修级别，重叠检修级别包括Ⅰ级重叠检修、Ⅱ级重叠检修和Ⅲ级重叠检修。
进一步的，基于停电检修计划结果数据，相关的设备元件节点与支路依照停电检修计划进行拓扑断开，形成待拓扑辨识的停电检修网络拓扑图数据模型。
进一步的，拓扑辨识包括电气孤岛拓扑辨识、变电站失压拓扑辨识和负荷转供过载拓扑辨识。
进一步的，电气孤岛拓扑辨识采用基于图论技术，即对图数据模型进行电气孤岛计算搜索与拓扑分析。
进一步的，将不同电气孤岛间的连接支路与节点进行汇总，形成数据总表，并与停电计划设备进行对照，进而辨识出引起的电气孤岛风险事件的停电设备元件。
进一步的，变电站失压拓扑辨识基于图数据模型，对与变电站节点连接的停电检修相关的设备节点进行深度优先搜索，判断是否存在与电源侧节点的联通关系，若不存在联通关系，则判断该变电站节点存在变电站失压事件。
进一步的，对于失压的变电站，结合采集的变电站负荷比例信息与电网定义的失负荷风险等级进行风险辨识分级结果生成。
进一步的，负荷转供过载拓扑辨识通过树型供电网络进行拓扑搜索，筛选出与变电站节点相连的输电线路的边，与停电检修计划对照，并判断可能出现向另一条边进行的负荷转供情况，结合变电站负荷比例与转供线路的边的容量进行功率加总比对，若超过转供线路所在边的容量，则辨识为存在负荷转供过载风险。
进一步的，智能监测终端根据图数据模型生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果，用于停电检修计划迭代优化调整；重叠检修辨识结果包括：Ⅰ级重叠检修、Ⅱ级重叠检修和Ⅲ级重叠检修；拓扑辨识结果包括：电气孤岛风险结果、变电站失压风险结果和负荷转供过载风险；以上辨识结果以图展示的方式，结合停电检修计划情况与风险辨识结果情况，形成可视化拓扑视图，并对存在检修风险的相关停电设备进行预警标识与提示；对于风险辨识结果发布，可形成数据表等自定义数据格式，预留向其它相关调度运行系统发布的数据接口功能。
本发明的有益效果：一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，基于图论算法对停电检修图数据模型进行电气孤岛搜索与拓扑分析；深度优先搜索算法判断电网设备顶点联通关系，搜索辨识变电站失压风险；对树型供电网络进行图拓扑搜索，提供负荷转供线路的搜索辨识；以拓扑分析的方式对风险进行分析辨识，相较于传统的潮流仿真技术具有更高的识别计算效率和便捷性，更满足停电检修业务中风险辨识的需要；有效解决了停电检修计划的风险辨识效率准确性，使检修计划结果能更趋近且满足电网运行安全合理性要求，并解决多部门之间协作的效率难题；生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果，实现了拓扑辨识停电检修时存在的电网运行风险。
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，显而易见的，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例一：
一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，包括以下步骤：
S101、智能监测终端获取电力设备信息，并根据电力设备信息生成拓扑图；
智能监测终端获取电力设备信息，电力设备信息包括电网设备元件数据、元件连接关系数据、停电检修计划数据和电网实时运行数据，并将电力设备信息生成拓扑图，并保存至图数据库；拓扑图包括节点和边，将母线、开关、发动机、负荷、线路等电力系统定义为拓扑图的节点，将电力设备之间的连接定义为拓扑图的边；电力设备拓扑关系的物理节点属性定义为拓扑图的节点，建立设备之间的拓扑关联；对电力设备网络进行拓扑辨识中，对于电网构建拓扑时多余的中间节点和开关支路可以消去，从而减少节点和支路数目。
S102、智能监测终端对拓扑图进行处理，构建区域电网网络完整拓扑结构的图数据模型；
由于拓扑图中存在已停电检修的节点与支路，需将拓扑图进行处理，即对断开的支路数据和变压器数据进行拼接，形成电网、全电压等级的区域内所有节点的完整连接关系；智能监测终端对拓扑图进行处理的方式包括：将图数据库中拓扑图的节点修改为拓扑图的边，减少图数据库中拓扑图的节点和相应拓扑图的边数量，拓扑图遍历的条数相应减少，并提高图数据库查询访问效率，构建区域电网网络完整拓扑结构图数据模型；图数据模型可进行批量化管理，即电网产生网络拓扑结构变化时，可实时进行图数据模型的修正、添加、删除、导入定义等操作。
S103、智能监测终端将图数据模型进行重叠检修的拓扑分析；
将图数据模型进行重叠检修的拓扑分析，对停电检修计划设备所在元件利用最短路径算法进行重叠检修的拓扑分析；对停电设备所在节点之间进行遍历最短路径搜索，寻找与其同一天时间停电的设备节点的最短路径，生成最短路径的路径结果；对最短路径的路径结果进行重叠检修程度辨识，生成停电设备之间的重叠检修级别，重叠检修级别包括Ⅰ级重叠检修、Ⅱ级重叠检修和Ⅲ级重叠检修。
S104、智能监测终端将图数据模型进行拓扑辨识；
基于停电检修计划结果数据，相关的设备元件节点与支路依照停电检修计划进行拓扑断开，形成待拓扑辨识的停电检修网络拓扑图数据模型，拓扑辨识包括电气孤岛拓扑辨识、变电站失压拓扑辨识和负荷转供过载拓扑辨识。
电气孤岛拓扑辨识采用基于图论技术，即对图数据模型进行电气孤岛计算搜索与拓扑分析；将图数据模型进行不同阶段图划分形成子图，采用网络拓扑进行分阶段图划分；图划分技术求解网络拓扑的基本策略是通过搜索连通分量自动形成子图；连通分量搜索采用深度优先或广度优先法；在连通搜索后形成多个子图，完成电气孤岛的计算搜索与拓扑分析；将不同电气孤岛间的连接支路与节点进行汇总，形成数据总表，并与停电计划设备进行对照，进而辨识出引起的电气孤岛风险事件的停电设备元件。
变电站失压拓扑辨识基于图数据模型，对与变电站节点连接的停电检修相关的设备节点进行深度优先搜索，判断是否存在与电源侧节点的联通关系，若不存在联通关系，则判断该变电站节点存在变电站失压事件；对于失压的变电站，结合采集的变电站负荷比例信息与电网定义的失负荷风险等级进行风险辨识分级结果生成。
负荷转供过载拓扑辨识通过树型供电网络进行拓扑搜索，筛选出与变电站节点相连的输电线路的边，与停电检修计划对照，并判断可能出现向另一条边进行的负荷转供情况，结合变电站负荷比例与转供线路的边的容量进行功率加总比对，若超过转供线路所在边的容量，则辨识为存在负荷转供过载风险。
S105、智能监测终端生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果；
智能监测终端根据图数据模型生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果，用于停电检修计划迭代优化调整；重叠检修辨识结果包括：Ⅰ级重叠检修、Ⅱ级重叠检修和Ⅲ级重叠检修；拓扑辨识结果包括：电气孤岛风险结果、变电站失压风险结果和负荷转供过载风险；以上辨识结果以图展示的方式，结合停电检修计划情况与风险辨识结果情况，形成可视化拓扑视图，并对存在检修风险的相关停电设备进行预警标识与提示；对于风险辨识结果发布，可形成数据表等自定义数据格式，预留向其它相关调度运行系统发布的数据接口功能。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、智能监测终端获取电力设备信息，并根据电力设备信息生成拓扑图；
S102、所述智能监测终端对拓扑图进行处理，构建区域电网网络完整拓扑结构的图数据模型；
S103、所述智能监测终端将图数据模型进行重叠检修的拓扑分析；
S104、所述智能监测终端将图数据模型进行拓扑辨识；
S105、所述智能监测终端生成重叠检修辨识结果和拓扑辨识结果。
2.根据权利要求1所述的拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述拓扑图包括节点和边，将母线、开关、发动机、负荷、线路等电力系统定义为所述拓扑图的节点；将电力设备拓扑关系的物理节点属性定义为所述拓扑图的节点；将电力设备之间的连接定义为所述拓扑图的边。
3.根据权利要求1所述的停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述智能监测终端对拓扑图进行处理的方式包括：将图数据库中拓扑图的节点修改为拓扑图的边，减少图数据库中拓扑图的节点和相应拓扑图的边数量。
4.根据权利要求1所述的拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述拓扑分析采用最短路径算法。
5.根据权利要求1所述的拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述拓扑辨识包括电气孤岛拓扑辨识、变电站失压拓扑辨识和负荷转供过载拓扑辨识。
6.根据权利要求5所述的拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述电气孤岛拓扑辨识采用基于图论技术。
7.根据权利要求5所述的拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述变电站失压拓扑辨识是基于图数据模型，对与变电站节点连接的停电检修相关的设备节点进行深度优先搜索。
8.根据权利要求5所述的拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法，其特征在于，所述负荷转供过载拓扑辨识通过树型供电网络进行拓扑搜索。
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