CN115358558A - 基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法 - Google Patents

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CN115358558A CN202210973581.1A CN202210973581A CN115358558A CN 115358558 A CN115358558 A CN 115358558A CN 202210973581 A CN202210973581 A CN 202210973581A CN 115358558 A CN115358558 A CN 115358558A
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郑松杰
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Abstract

本发明涉及电网状态安全校核技术领域，具体地说，涉及基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法。包括：构建基于数字化的预案模型；基于数字化预案模型的安全校核；考虑检修风险的安全校核；考虑实时风险的安全校核。本发明设计可以从业务上支撑跨专业、跨系统的业务协同，提升整体调度运行管理和监控水平；可以在可视化仿真功能中进行动态推演，用实时风险知识库中的规则及历史数据作为支撑，提升风险辨识效率，辅助分析安全性，为调度调控值班人员电网事故处理提供各种决策辅助依据，提升调控的预案校核和分析能力；可以根据风险事故定级、以危害反推风险，从而通过科学合理的安排运行方式来降低电网运行风险，提高电网维管的经济性。

Description

基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法
技术领域
本发明涉及电网状态安全校核技术领域，具体地说，涉及基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法。
背景技术
故障处置预案是调控运行人员应对电网突发故障，有序开展电网紧急状态校正控制，维持电网安全稳定运行的重要手段，对电网事故应急工作的高效、有序进行有着重要的指导意义。
然而，面对实时电网状态，非数字化预案无法支撑故障处置业务的安全分析。在电网发生故障时，调控人员照故障处置预案对事件分析、执行以便恢复电网正常运行，在此过程中需要将预案中规定的事件前/后电网运行方式、风险点等与当前实时电网运行状态进行安全校核，以便在确保满足要求的情况下开展故障处置工作。
鉴于此，我们提出了基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法。
发明内容
本发明的目的在于提供基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，包括如下步骤：
S1、构建基于数字化的预案模型：将故障处置预案转化为数字化模型后，与电网模型关联，并考虑运行方式变化的逻辑关系；
S2、基于数字化预案模型的安全校核：采用知识推理、拓扑推演等技术，结合故障处置预案模型与电网实时运行状态模型关联分析，实现与实时电网运行状态的安全校核；
S3、考虑检修风险的安全校核：通过可视化的智能检修编排，辅助合理安排检修计划工作，并考虑主配网协同、重复停电、检修风险及检修执行能力；
S4、考虑实时风险的安全校核：以对电网实时风险的辨识与评估作为支撑，对预案中事件进行定级，便于调控员实时掌控预案执行的安全性以及电网的实时运行风险情况。
作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，基于数字化预案模型的安全校核中，安全校核的内容主要包括综合事前/后运行方式、故障设备、主变/母线失压、停电影响范围、减供负荷、负荷控制目标、风险分析、复电原则、转供情况、备自投、事件等级以及其他注意事项等；
同时，数字化预案的安全校核过程，支持在可视化仿真功能中动态推演，同时展示电网拓扑图、知识图谱结构，可将预案的过程逐步展示，并辅助分析安全性，提升调控的预案校核和分析能力。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，考虑检修风险的安全校核的具体方法包括如下步骤：
S3.1、明确检修方式下的运行风险特征：进行检修方式下的运行风险评估及检修风险分析，建立故障模型，科学合理的安排运行方式；
S3.2、基于风险评估的转供负荷：通过负荷转供的措施提高设备过载控制的经济性，预防或处理检修下电网可能产生的风险；
S3.3、通过电网调度检修辅助系统进行智能检修：进入智能检修主界面，利用大数据对检修计划进行平衡分析，基于稀疏矩阵进行潮流分布计算，最终基于人工智能算法进行检修计划智能编排(利用人工智能算法，以电网安全运行，最优经济运行为评估函数，实现检修计划智能编排)。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3.2中，基于风险评估的转供负荷中，预防或处理检修下电网可能产生的风险的主要措施包括运行安全原则和优质服务处理两方面，具体包括：
A、运行安全原则：
A1、实施负荷转供方案：在检修方式运行情况下，假如发生n-1故障，利用蚁群算法分析的转供路径结合简化的网络拓扑关系形成主变联络关系矩阵及负荷转移区域，当主变因故障或检修退出运行时，基于负荷转移小区容载比对故障主变负荷进行“按需分配”；在分配的过程中，针对联络线路及主变容量约束条件，分别执行次级负荷转供策略及二次转供策略；
A2、n-1薄弱点处置：检修情况下分析电网中n-1的薄弱点，假想故障，根据假想故障进行分析，生成故障预案，将电网运行风险降到最低，动态把握不同运行方式下电网运行危险点，在紧急情况下提高调度处置效率和速度，最大限度避免异常故障或设备缺陷对电网可能带来的损失；
A3、缺陷分析处理：在转供方案中分析转供路径上是否包含具有缺陷的设备，对此进行评估，减少转供后造成二次故障；
B、优质服务处理：
B1、用户重复停电处理：通过网络拓扑，分析停电范围，结合历史停电记录，分析用户重复停电是否符合指标要求；
B2、单次停电时户数：检修计划平衡时反馈本月停电涉及的用户数及停电时长，辅助检修计划平衡；
B3、总停电时户数：检修计划平衡时反馈本年度停电涉及的用户数及停电时长，辅助检修计划平衡：
B4、重要用户停电：通过对重要用户分布分析，结合网络拓扑图，分析检修对用户的影响，从而进行反馈，根据反馈不断优化检修计划停电方案；
B5、保电任务冲突处理：结合当前保供电方案，识别方案中的保电设备，平衡检修计划是，分析是否发生冲突，将其结果进行反馈，合理调整检修时间，从而优化检修计划。
作为本技术方案的进一步改进，所述措施A1中，负荷转供方案的具体转供步骤如下：
Step1、简化配电网络拓扑关系，形成主变关联矩阵；
Step2、确定中心主变，划分负荷转移区域，形成负荷转移小区；
Step3、计算负荷转移小区容载比，形成初级负荷转移矩阵；
Step4、判断初级负荷转移矩阵是否满足联络线路容量约束；若满足约束，则按照初级负荷转移矩阵进行转供；若不满足约束，则形成次级负荷转供策略；
Step5、判断直连主变是否过载；若主变不过载，则负荷转移过程结束；若主变过载，则二次转供优先进行站内转供，当站内转供失败时通过站间转供负荷。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4中，考虑实时风险的安全校核的具体方法包括如下步骤：
S4.1、明确电网实时风险内容：即可能引发电网实时运行安全风险的危害因素和危害事件；
S4.2、电网实时风险辨识：根据输入的电网方式变化、稳定裕度、环境因素等信息辨识对电网有危害的场景；
S4.3、电网实时风险事故事件定级及评估：根据危害程度反推风险，结合来自多个分布式源的数据/事件，及时推断出更为复杂的组合事件或物理过程演变模式，以推断可能出现的机会或威胁，并给予实时响应；
S4.4、实行电网实时风险防控措施：根据风险相关的关键设备，结合备用情况、转供影响推理计算，自动给出防控措施建议，如需要特巡的线路、建议转供的线路。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4.1中，电网实时风险内容包括但不限于电网危害因素、电网危害事件、实时风险评估及风险防控措施；其中：
电网危害因素是指影响电力系统安全稳定性和供电可靠性的特定条件，强调在一定时间范围内的积累作用；电网危害因素包括外部因素和内部因素；
电网危害事件是导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件，强调突发性和瞬间作用，主要考虑电网N-1、N-2等故障，连锁故障等；
实时风险评估主要依据事故事件调查规程对实时辨识出的风险按危害程度进行等级划分，主要评估依据包括变电站失压、母线失压、负荷减供、停电影响用户数等，同时考虑用电行业特性要求(如矿井，医院、政府等重要用户需确保不能停电)；
风险防控措施主要包括关键设备、防控措施建议及落实情况等。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4.2中，电网风险分析主要包括场景、危害、概率三方面，可用公式表达为：
R＝{<si,pi,xi>}；
其中，R为风险，si表示有危害的场景，pi是出现该场景的概率，xi则代表场景出现的后果。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4.2中，电网实时风险辨识的具体方法包括如下：
基于数字孪生引擎研究对电网实际情况实时感知，采用深度学习、虚拟拓扑推演以复杂事件处理等技术，对风险相关的电网危害因素/事件和用电行业特性要求等线性或非线性信息进行训练，形成风险辨识机制，实现对风险场景的实时辨识；
针对非线性的信息采用神经网络进行训练学习，利用训练好的电网分析模型在线预测；
结合虚拟拓扑推演扫描出电网存在的薄弱环节，如单线、单变、重过载等；
再通过复杂事件进行综合处理，杂事件处理技术，结合来自多个分布式源的事件数据，及时推断出更为复杂的组合事件或物理过程演变模式，面向事件驱动的规则评估，采用流数据处理方式。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4.3中，电网实时风险事故事件定级及评估可以通过技术研究在软件系统中实现，具体方法包括如下：
首先依据实时辨识的风险场景信息，采用实时虚拟拓扑推演、动态故障树、马尔可夫状态转移过程算法等智能化技术，结合复杂事件处理进行N-1，N-2预想故障分析，连锁故障研判，综合计算分析出预想的事故事件危害严重程度，分析过程主要是利用计算机系统处理发生在复杂系统中不同层次的事件，找出其中有风险的事件/事件集，通过事件的时间/空间关联关系，分析其可能的影响，并根据知识库规则触发后续行动算法自动计算出危害程度；
以电网调空组实际业务出发，针对电力安全事故/事件中的电站失压、母线失压、负荷减供、停电影响范围及用户数等进行预测评估；
根据地区电网级别制定相应的标准，并将电力生产安全事故等级划分标准划分为四级、电力生产安全事件等级划分标准分为八级；
基于风险知识库中历史指标，采用状态转移矩阵对非记忆性的状态序列进行概率建模,同时分析各场景下的电网拓扑、薄弱环节分布和故障损失,采用智能化技术进行风险概率推算，最后根据场景、危害、概率等指标，遵照《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》进行风险评估计算。
本发明的目的之二在于，提供了一种基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的运行平台装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的步骤。
本发明的目的之三在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法中，故障处置预案涉及到检修计划、检修风险，将基于数字化预案模型与实时电网状态充分衔接，可以从业务上支撑跨专业、跨系统的业务协同，为提升整体调度运行管理和监控水平提供支持；
2.该基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法中，可以在可视化仿真功能中进行动态推演，用实时风险知识库中的规则及历史数据作为支撑，提升风险辨识效率，辅助分析安全性，为调度调控值班人员电网事故处理提供各种决策辅助依据，提升调控的预案校核和分析能力；
3.该基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法中，可以根据风险事故定级、以危害反推风险，从而通过科学合理的安排运行方式来降低主设备检修期间电网运行风险，提高电网维管的经济性。
附图说明
图1为本发明中示例性的安全校核原理及应用举例框的图；
图2为本发明中示例性的考虑检修风险的安全校核因素分类图；
图3为本发明中示例性的电网实时风险辨识原理流程图；
图4为本发明中示例性的电子计算机平台结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图4所示，本实施例提供了基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，包括如下步骤：
S1、构建基于数字化的预案模型：将故障处置预案转化为数字化模型后，与电网模型关联，并考虑运行方式变化的逻辑关系；
S2、基于数字化预案模型的安全校核：采用知识推理、拓扑推演等技术，结合故障处置预案模型与电网实时运行状态模型关联分析，实现与实时电网运行状态的安全校核，如图1所示；
S3、考虑检修风险的安全校核：通过可视化的智能检修编排，辅助合理安排检修计划工作，并考虑主配网协同、重复停电、检修风险及检修执行能力；
S4、考虑实时风险的安全校核：以对电网实时风险的辨识与评估作为支撑，对预案中事件进行定级，便于调控员实时掌控预案执行的安全性以及电网的实时运行风险情况。
其中，S1中，故障处置预案涉及到检修计划、检修风险，其中故障预案内容包含：电网运行方式、检修设备、假设故障设备的对应关系，在此基础上预留各专业、各下级部门对故障预案内容的完善、添补空间，并配以故障后电网图，便形成了故障预案的的核心内容部分；同时在故障处理预案中分设若干预案子模块，预案子模块和假设故障设备是一对一的关系，而假设故障设备和检修设备(或无检修条件下的全网架运行)是多对一的关系，从而明确故障子模块为故障预案的最小单元，以备检索、调用。
本实施例中，S2中，基于数字化预案模型的安全校核中，安全校核的内容主要包括综合事前/后运行方式、故障设备、主变/母线失压、停电影响范围、减供负荷、负荷控制目标、风险分析、复电原则、转供情况、备自投、事件等级以及其他注意事项等；
同时，数字化预案的安全校核过程，支持在可视化仿真功能中动态推演，同时展示电网拓扑图、知识图谱结构，可将预案的过程逐步展示，并辅助分析安全性，提升调控的预案校核和分析能力。
本实施例中，S3中，考虑检修风险的安全校核的具体方法包括如下步骤：
S3.1、明确检修方式下的运行风险特征：进行检修方式下的运行风险评估及检修风险分析，建立故障模型，科学合理的安排运行方式；
S3.2、基于风险评估的转供负荷：通过负荷转供的措施提高设备过载控制的经济性，预防或处理检修下电网可能产生的风险；
S3.3、通过电网调度检修辅助系统进行智能检修：进入智能检修主界面，利用大数据对检修计划进行平衡分析，基于稀疏矩阵进行潮流分布计算，最终基于人工智能算法进行检修计划智能编排(利用人工智能算法，以电网安全运行，最优经济运行为评估函数，实现检修计划智能编排)。
其中，S3.1中，检修方式下的运行风险特征主要包括：
电网检修情况下电网处于非正常运行方式，由于电网的组件冗余度下降了，系统故障后的严重性比正常方式更突出，所以在检修方式下的运行风险评估，有助于方式人员更好的判断存在的检修风险；
计划检修前，方式人员通过对检修方案进行分析，评估判断检修期间电网存在的危险点，及时制定调整风险度较低的运行检修方案；由于检修的时间相对较短，对检修方式下的运行风险实时性要求很高，所以必须要建立故障模型；
在主设备检修前，结合近期电网的负荷情况以及电网负荷运行规律进行计算，进而对变电站的线路负荷进行预测，科学合理的去安排运行方式，是减少主设备检修期间电网运行风险的有效措施；其中，主要的措施包括：
(1)对电源线路实际运行情况进行分析，规划负荷裕度；
(2)根据安全经济原则调整运行方式，减少运行能力较差的备用线负荷压力；
(3)保护与运行方式配合，保障电路故障时快速切换转供负荷。
本实施例中，S3.2中，基于风险评估的转供负荷中，预防或处理检修下电网可能产生的风险的主要措施包括运行安全原则和优质服务处理两方面，具体包括：
A、运行安全原则：
A1、实施负荷转供方案：在检修方式运行情况下，假如发生n-1故障，利用蚁群算法分析的转供路径结合简化的网络拓扑关系形成主变联络关系矩阵及负荷转移区域，当主变因故障或检修退出运行时，基于负荷转移小区容载比对故障主变负荷进行“按需分配”；在分配的过程中，针对联络线路及主变容量约束条件，分别执行次级负荷转供策略及二次转供策略；
A2、n-1薄弱点处置：检修情况下分析电网中n-1的薄弱点，假想故障，根据假想故障进行分析，生成故障预案，将电网运行风险降到最低，动态把握不同运行方式下电网运行危险点，在紧急情况下提高调度处置效率和速度，最大限度避免异常故障或设备缺陷对电网可能带来的损失；因此动态分析检修下的n-1薄弱点，对把握电网运行危险点有着极其重要的意义；
A3、缺陷分析处理：在转供方案中分析转供路径上是否包含具有缺陷的设备，对此进行评估，减少转供后造成二次故障；
B、优质服务处理：
B1、用户重复停电处理：通过网络拓扑，分析停电范围，结合历史停电记录，分析用户重复停电是否符合指标要求；
B2、单次停电时户数：检修计划平衡时反馈本月停电涉及的用户数及停电时长，辅助检修计划平衡；
B3、总停电时户数：检修计划平衡时反馈本年度停电涉及的用户数及停电时长，辅助检修计划平衡：
B4、重要用户停电：通过对重要用户分布分析，结合网络拓扑图，分析检修对用户的影响，从而进行反馈，根据反馈不断优化检修计划停电方案；
B5、保电任务冲突处理：结合当前保供电方案，识别方案中的保电设备，平衡检修计划是，分析是否发生冲突，将其结果进行反馈，合理调整检修时间，从而优化检修计划。
其中，S3.2中，因风险评估的分析目的不仅是进行风险识别，更重要的是为调度调控值班人员电网事故处理提供各种决策辅助依据；而检修方式下的特殊电网运行方式，如设备的故障退出运行和突发事件的发生，会对电网的安全稳定运行造成极大的威胁；目前通常的做法是采用转供负荷和削减负荷的方式减少事故影响范围，但是这样的控制方法代价较大，而通过负荷转供的措施则可以提高设备过载控制的经济性。
进一步地，措施A1中，负荷转供方案的具体转供步骤如下：
Step1、简化配电网络拓扑关系，形成主变关联矩阵；
Step2、确定中心主变，划分负荷转移区域，形成负荷转移小区；
Step3、计算负荷转移小区容载比，形成初级负荷转移矩阵；
Step4、判断初级负荷转移矩阵是否满足联络线路容量约束；若满足约束，则按照初级负荷转移矩阵进行转供；若不满足约束，则形成次级负荷转供策略；
Step5、判断直连主变是否过载；若主变不过载，则负荷转移过程结束；若主变过载，则二次转供优先进行站内转供，当站内转供失败时通过站间转供负荷。
进一步地，措施B4中，值得说明的是，重要电力用户由于自身的生产、经营原因，对电网的停电时间有特殊要求，从几个周波到几个小时不等。为了保障重要用户有序有点，可以分一级、二级负荷用户为对象进行停电时间分析。
同时，允许停电时间是依据不同用户的用电负荷，对供电连续性的要求。允许停电时间取决于不同设备的性能和负荷特点，也与用户的行业有着密切关系，是社会经济、政治和用户心理的综合结果。
另外，依据不同类型的电网投切时间，企业要考虑重要用户对停电时间的容忍程度，减少重要用户的允许停电时间，因此将其按照毫秒、秒、分钟、小时进行划分。
本实施例中，如图2所示，S4中，考虑实时风险的安全校核的具体方法包括如下步骤：
S4.1、明确电网实时风险内容：即可能引发电网实时运行安全风险的危害因素和危害事件；
S4.2、电网实时风险辨识：根据输入的电网方式变化、稳定裕度、环境因素等信息辨识对电网有危害的场景；
S4.3、电网实时风险事故事件定级及评估：根据危害程度反推风险，结合来自多个分布式源的数据/事件，及时推断出更为复杂的组合事件或物理过程演变模式，以推断可能出现的机会或威胁，并给予实时响应；
S4.4、实行电网实时风险防控措施：根据风险相关的关键设备，结合备用情况、转供影响推理计算，自动给出防控措施建议，如需要特巡的线路、建议转供的线路。
本实施例中，S4.1中，电网实时风险内容包括但不限于电网危害因素、电网危害事件、实时风险评估及风险防控措施；其中：
电网危害因素是指影响电力系统安全稳定性和供电可靠性的特定条件，强调在一定时间范围内的积累作用；电网危害因素包括外部因素和内部因素；
其中，外部因素包括但不限于自然灾害、恶劣天气、地域特性、外力破坏等；
内部因素包括但不限于现有故障(缺陷、异常、跳闸)、运行方式(单线、单变、同杆双回、备自投、保护设备配置情况)、薄弱环节(重过载、电压越限、潮流断面越限)、工作影响(检修、新投、系统试验)、负荷分布及特性；
电网危害事件是导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件，强调突发性和瞬间作用，主要考虑电网N-1、N-2等故障，连锁故障等；
实时风险评估主要依据事故事件调查规程对实时辨识出的风险按危害程度进行等级划分，主要评估依据包括变电站失压、母线失压、负荷减供、停电影响用户数等，同时考虑用电行业特性要求(如矿井，医院、政府等重要用户需确保不能停电)；
风险防控措施主要包括关键设备、防控措施建议及落实情况等。
本实施例中，S4.2中，电网风险分析主要包括场景、危害、概率三方面，可用公式表达为：
R＝{<si,pi,xi>}；
其中，R为风险，si表示有危害的场景，pi是出现该场景的概率，xi则代表场景出现的后果。
进一步地，S4.2中，电网实时风险辨识的具体方法包括如下：
基于数字孪生引擎研究对电网实际情况实时感知，采用深度学习、虚拟拓扑推演以复杂事件处理等技术，对风险相关的电网危害因素/事件和用电行业特性要求等线性或非线性信息进行训练，形成风险辨识机制，实现对风险场景的实时辨识；
针对非线性的信息采用神经网络进行训练学习，利用训练好的电网分析模型在线预测；
结合虚拟拓扑推演扫描出电网存在的薄弱环节，如单线、单变、重过载等；
再通过复杂事件进行综合处理，杂事件处理技术，结合来自多个分布式源的事件数据，及时推断出更为复杂的组合事件或物理过程演变模式，面向事件驱动的规则评估，采用流数据处理方式。
具体地，电力系统本身是复杂的高阶非线性动态，而事故事件的成因和发展过程又复杂多变。同时，电网运行可能出现的变化情况理论上是不可穷举的，然而，在实际生产中指导调度员日常调度运行工作的具体安全稳定规定内容是有限的，因而可以用实时风险知识库中的规则及历史数据作为支撑，以提升辨识效率。
本实施例中，如图3所示，S4.3中，电网实时风险事故事件定级及评估可以通过技术研究在软件系统中实现，具体方法包括如下：
首先依据实时辨识的风险场景信息，采用实时虚拟拓扑推演、动态故障树、马尔可夫状态转移过程算法等智能化技术，结合复杂事件处理进行N-1，N-2预想故障分析，连锁故障研判，综合计算分析出预想的事故事件危害严重程度，分析过程主要是利用计算机系统处理发生在复杂系统中不同层次的事件，找出其中有风险的事件/事件集，通过事件的时间/空间关联关系，分析其可能的影响，并根据知识库规则触发后续行动算法自动计算出危害程度；
其中，风险评估核心思路是根据危害程度反推风险，具体为：通过对实时风险危害的分析计算后，依据《中国南方电网有限责任公司电力事故事件调查规程》事故/事件等级划分标准进行确定危害等级，基于此反推风险；
根据《规程》中电力事故事件等级划分标准，以电网调空组实际业务出发，针对电力安全事故/事件中的电站失压、母线失压、负荷减供、停电影响范围及用户数等进行预测评估；
根据地区电网级别制定相应的标准，并将电力生产安全事故等级划分标准划分为四级、电力生产安全事件等级划分标准分为八级；
其中，电力生产安全事故等级划分标准划分为四级，包括特别重大事故、重大事故、较大事故、一般事故；电力生产安全事件等级划分标准分为八级，包括一级事件～八级事件；同时根据地区电网级别制定相应的标准，其中包括了设区的地级市电网；
基于风险知识库中历史指标，采用状态转移矩阵对非记忆性的状态序列进行概率建模,同时分析各场景下的电网拓扑、薄弱环节分布和故障损失,采用智能化技术进行风险概率推算，最后根据场景、危害、概率等指标，遵照《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》进行风险评估计算。
进一步地，S4.4中，电网实时风险防控措施多样，比如当发生故障或者转供后负荷不足以支撑当前地区需求，自动进行推理计算出附近电源及线路支撑情况，不仅考虑了电压危险节点的自身负荷控制量,同时也考虑了在自身负荷不足的情况下,其他负荷节点的切负荷控制量，综合分析后给出相应的辅助建议；
其在实行过程中，同时支持对现场措施执行情况的在线落实：调控人员将检修风险的风险通知单、实时风险的风险事项发布后，现场运行人员进行防控措施具体执行和实施，并将执行情况进行在线反馈，调控员可实时跟进和落实执行状态，确保风险生效前处于安全的状态。
如图4所示，本实施例还提供了一种基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的运行平台装置，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与存储器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的步骤。
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的步骤。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤的过程可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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 (10)

1.基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、构建基于数字化的预案模型：将故障处置预案转化为数字化模型后，与电网模型关联，并考虑运行方式变化的逻辑关系；
S2、基于数字化预案模型的安全校核：采用知识推理、拓扑推演等技术，结合故障处置预案模型与电网实时运行状态模型关联分析，实现与实时电网运行状态的安全校核；
S3、考虑检修风险的安全校核：通过可视化的智能检修编排，辅助合理安排检修计划工作，并考虑主配网协同、重复停电、检修风险及检修执行能力；
S4、考虑实时风险的安全校核：以对电网实时风险的辨识与评估作为支撑，对预案中事件进行定级，便于调控员实时掌控预案执行的安全性以及电网的实时运行风险情况。
2.根据权利要求1所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S2中，基于数字化预案模型的安全校核中，安全校核的内容主要包括综合事前/后运行方式、故障设备、主变/母线失压、停电影响范围、减供负荷、负荷控制目标、风险分析、复电原则、转供情况、备自投、事件等级以及其他注意事项等；
同时，数字化预案的安全校核过程，支持在可视化仿真功能中动态推演，同时展示电网拓扑图、知识图谱结构，可将预案的过程逐步展示，并辅助分析安全性。
3.根据权利要求1所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S3中，考虑检修风险的安全校核的具体方法包括如下步骤：
S3.1、明确检修方式下的运行风险特征：进行检修方式下的运行风险评估及检修风险分析，建立故障模型，科学合理的安排运行方式；
S3.2、基于风险评估的转供负荷：通过负荷转供的措施提高设备过载控制的经济性，预防或处理检修下电网可能产生的风险；
S3.3、通过电网调度检修辅助系统进行智能检修：进入智能检修主界面，利用大数据对检修计划进行平衡分析，基于稀疏矩阵进行潮流分布计算，最终基于人工智能算法进行检修计划智能编排。
4.根据权利要求3所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S3.2中，基于风险评估的转供负荷中，预防或处理检修下电网可能产生的风险的主要措施包括运行安全原则和优质服务处理两方面，具体包括：
A、运行安全原则：
A1、实施负荷转供方案：在检修方式运行情况下，利用蚁群算法分析的转供路径结合简化的网络拓扑关系形成主变联络关系矩阵及负荷转移区域，当主变因故障或检修退出运行时，基于负荷转移小区容载比对故障主变负荷进行“按需分配”；在分配的过程中，针对联络线路及主变容量约束条件，分别执行次级负荷转供策略及二次转供策略；
A2、n-1薄弱点处置：检修情况下分析电网中n-1的薄弱点，假想故障，根据假想故障进行分析，生成故障预案；
A3、缺陷分析处理：在转供方案中分析转供路径上是否包含具有缺陷的设备；
B、优质服务处理：
B1、用户重复停电处理：通过网络拓扑，分析停电范围，结合历史停电记录，分析用户重复停电是否符合指标要求；
B2、单次停电时户数：检修计划平衡时反馈本月停电涉及的用户数及停电时长，辅助检修计划平衡；
B3、总停电时户数：检修计划平衡时反馈本年度停电涉及的用户数及停电时长，辅助检修计划平衡：
B4、重要用户停电：通过对重要用户分布分析，结合网络拓扑图，分析检修对用户的影响，从而进行反馈，根据反馈不断优化检修计划停电方案；
B5、保电任务冲突处理：结合当前保供电方案，识别方案中的保电设备，平衡检修计划是，分析是否发生冲突，将其结果进行反馈，合理调整检修时间，从而优化检修计划。
5.根据权利要求4所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述措施A1中，负荷转供方案的具体转供步骤如下：
Step1、简化配电网络拓扑关系，形成主变关联矩阵；
Step2、确定中心主变，划分负荷转移区域，形成负荷转移小区；
Step3、计算负荷转移小区容载比，形成初级负荷转移矩阵；
Step4、判断初级负荷转移矩阵是否满足联络线路容量约束；若满足约束，则按照初级负荷转移矩阵进行转供；若不满足约束，则形成次级负荷转供策略；
Step5、判断直连主变是否过载；若主变不过载，则负荷转移过程结束；若主变过载，则二次转供优先进行站内转供，当站内转供失败时通过站间转供负荷。
6.根据权利要求1所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S4中，考虑实时风险的安全校核的具体方法包括如下步骤：
S4.1、明确电网实时风险内容：即可能引发电网实时运行安全风险的危害因素和危害事件；
S4.2、电网实时风险辨识：根据输入的电网方式变化、稳定裕度、环境因素等信息辨识对电网有危害的场景；
S4.3、电网实时风险事故事件定级及评估：根据危害程度反推风险，结合来自多个分布式源的数据/事件，及时推断出更为复杂的组合事件或物理过程演变模式，以推断可能出现的机会或威胁，并给予实时响应；
S4.4、实行电网实时风险防控措施：根据风险相关的关键设备，结合备用情况、转供影响推理计算，自动给出防控措施建议。
7.根据权利要求6所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S4.1中，电网实时风险内容包括但不限于电网危害因素、电网危害事件、实时风险评估及风险防控措施；其中：
电网危害因素是指影响电力系统安全稳定性和供电可靠性的特定条件；电网危害因素包括外部因素和内部因素；
电网危害事件是导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件；
实时风险评估主要依据事故事件调查规程对实时辨识出的风险按危害程度进行等级划分；
风险防控措施主要包括关键设备、防控措施建议及落实情况等。
8.根据权利要求6所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S4.2中，电网风险分析主要包括场景、危害、概率三方面，可用公式表达为：
R＝{<si,pi,xi>}；
其中，R为风险，si表示有危害的场景，pi是出现该场景的概率，xi则代表场景出现的后果。
9.根据权利要求6所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S4.2中，电网实时风险辨识的具体方法包括如下：
基于数字孪生引擎研究对电网实际情况实时感知，采用深度学习、虚拟拓扑推演以复杂事件处理等技术，对风险相关的电网危害因素/事件和用电行业特性要求等线性或非线性信息进行训练，形成风险辨识机制，实现对风险场景的实时辨识；
针对非线性的信息采用神经网络进行训练学习，利用训练好的电网分析模型在线预测；
结合虚拟拓扑推演扫描出电网存在的薄弱环节；
再通过复杂事件进行综合处理，杂事件处理技术，结合来自多个分布式源的事件数据，及时推断出更为复杂的组合事件或物理过程演变模式，面向事件驱动的规则评估，采用流数据处理方式。
10.根据权利要求6所述的基于数字化预案模型的实时电网状态安全校核方法，其特征在于：所述S4.3中，电网实时风险事故事件定级及评估可以通过技术研究在软件系统中实现，具体方法包括如下：
首先依据实时辨识的风险场景信息，采用实时虚拟拓扑推演、动态故障树、马尔可夫状态转移过程算法等智能化技术，结合复杂事件处理进行N-1，N-2预想故障分析，连锁故障研判，综合计算分析出预想的事故事件危害严重程度，分析过程主要是利用计算机系统处理发生在复杂系统中不同层次的事件，找出其中有风险的事件/事件集，通过事件的时间/空间关联关系，分析其可能的影响，并根据知识库规则触发后续行动算法自动计算出危害程度；
以电网调空组实际业务出发，针对电力安全事故/事件中的电站失压、母线失压、负荷减供、停电影响范围及用户数等进行预测评估；
根据地区电网级别制定相应的标准，并将电力生产安全事故等级划分标准划分为四级、电力生产安全事件等级划分标准分为八级；
基于风险知识库中历史指标，采用状态转移矩阵对非记忆性的状态序列进行概率建模,同时分析各场景下的电网拓扑、薄弱环节分布和故障损失,采用智能化技术进行风险概率推算，最后根据场景、危害、概率等指标进行风险评估计算。
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