CN115775107A - 一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，属于电力能源领域，包括如下内容：首先说明电力系统连锁故障演化机理，建立基于分段函数形式的电力线路运行可靠性模型；然后，建立基于马尔可夫链方法的电力系统连锁故障概率指标、基于严重度函数的电力系统连锁故障后果指标以及基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标；进而，根据可靠性评估中确定性方法，提出一种考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障分析方法；最后，在实例系统中验证所提方法的可行性和合理性；本发明可以为电力系统运行人员提供准确的参考，降低电力系统发生连锁故障的可能性及灾难发生的后果。

Description

一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法

技术领域

本发明涉及电力能源技术领域，具体的是一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法。

背景技术

稳控系统面临的通信故障或网络攻击等风险可能会造成电力系统连锁故障，不仅严重影响电力系统的安全运行，还给人们的生活水平造成巨大威胁。

在连锁故障发生前阶段中，电力系统元件未发生异常或者故障，电网正常运行；在初始故障阶段中，电力系统元件出现异常或者故障状态，该阶段并不会引起系统崩溃，主要造成系统潮流重新分配；在事故快速扩大阶段中，短时间内系统潮流快速变化，导致系统某些元件处于过载运行状态，引起保护误动或者线路跳闸；若电力系统不能及时采取措施恢复电网稳定运行，最终电网会进入系统崩溃阶段，该阶段会造成大量负荷被切除，发电机退出运行以及系统解列的后果；为此，现在提出一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，方法包括以下步骤：

考虑电力线路长时间严重过载运行或者短时间内线路潮流转移急速变化造成的电力系统连锁故障，建立分段函数形式的事故扩大阶段时电力线路运行可靠性模型，为连锁故障定量评估指标的提出奠定基础；

基于电力线路运行可靠性模型，建立电力系统连锁故障综合后果指标，包括：基于马尔可夫链方法的电力系统连锁故障概率指标、基于严重度函数的电力系统连锁故障后果指标以及基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标；

考虑稳控业务失效对连锁故障预测的影响，并忽略稳控业务的失效概率，以电力系统连锁故障综合后果指标作为模型评价标准，建立一种考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型，用于电网信息物理系统风险评估；

将考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型运用于实例系统，验证考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型的可行性和合理性。

优选地，所述建立分段函数形式的事故扩大阶段时电力线路运行可靠性模型的过程包括：

采用历史统计值、平均稳态概率与线性分段曲线拟合线路停运概率与潮流的关系如下：

P_f为线路的故障概率；P_L为线路上的潮流；P_Ln为线路潮流的额定值；p₀为线路故障概率的统计值；P_Lmax表示线路传输的极限功率，当P_L≤P_Ln时，线路故障概率不受潮流的影响，取统计平均值p₀；当P_Ln＜P_L＜P_Lmax时，线路故障概率呈线性增长；当P_L≥P_Lmax时，由于保护装置动作而将线路切除，此时故障概率为1；

采用分段指数函数的形式来描述电力线路运行可靠性模型，计算公式如下：

优选地，所述基于马尔可夫链方法的电力系统连锁故障概率指标的建立过程为：

基于马尔可夫链的方法建立电力系统连锁故障概率指标P_L.K：

P_L,K＝P(X₁＝x₁)P(X₂＝x₂|X₁＝x₁)…P(X_K＝x_K|X_K-1＝x_K-1)

其中，K为故障级数；P(X_K＝j|X_K-1＝i)为系统状态i到系统状态j的转移概率。

优选地，所述基于严重度函数的电力系统连锁故障后果指标包括：发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度；

其中，所述发电机出力波动严重度包括：

式中，R_G,K为发电机出力波动严重度，α_G为发电机出力波动严重程度因子；P_GO,i(K)表示故障级数为K时第i个发电机出力的相对标幺值；P_G,i为第i个发电机的当前出力；P_Gn,i为第i个发电机的额定出力；P_Gmax,i为第i个发电机的最大出力；N_G为系统中发电机的数量。

优选地，所述潮流波动严重度公式如下：

式中，R_L,K为潮流波动严重度，α_L为电力线路潮流波动严重程度因子；P_LO,i(K)表示故障级数为K时第i条线路潮流波动的相对标幺值；P_L,i表示第i条线路的当前潮流值；P_Ln,i为第i条线路的额定潮流值；P_Lmax,i为第i条线路的潮流上限值；N_L为系统中电力线路的数量。

优选地，所述电压波动严重度的公式如下：

式中，α_V表示节点电压波动严重程度因子；P_VO,i(K)表示故障级数为K时第i个节点电压波动的相对标幺值；P_V,i表示第i个节点的当前电压值；P_Vn,i为第i个节点的额定电压值；P_Vmax,i为第i个节点的电压上限值；P_Vmin,i为第i个节点的电压下限值；N为系统中电力节点的数量。

优选地，所述失负荷严重度公式如下：

式中，R_D,K为失负荷严重度，α_D表示失负荷严重程度因子；P_DO,i(K)表示故障级数为K时第i个节点失负荷量的标幺值；P_D,i表示第i个节点的失负荷量；P_S,i表示第i个节点的初始负荷量。

优选地，所述基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标的建立过程如下：

综合考虑发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度4种指标，建立的基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标R_C,L计算式为：

其中，H表示电力系统的连锁故障总级数；ω_G、ω_L、ω_V和ω_D分别代表发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度四种指标的权重，通过模糊层次分析法计算得到。

优选地，所述考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型包括：

系统结构初始化，确定系统拓扑结构以及元件初始可靠性数据；

选取一个稳控业务失效情景，稳控业务失效时，对应的执行站拒动；

选取一个电力系统线路作为初始故障线路，并断开故障线路；

利用稳控系统控制措施，计算出各个执行站的动作量，维持电网稳定运行；

稳控业务失效导致执行站拒动，此时根据当前系统状态，计算系统潮流分布；

计算各级事件链的故障概率以及各级事件链的后果指标；

判断故障级数是否大于设定值，如果是，则计算连锁故障综合后果指标，否则，计算当前状态下线路的故障概率；

选取此时故障概率最大的线路作为下一级故障线路，并切除故障概率最大的线路，返回计算系统潮流分布。

优选地，所述考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型的目标函数为：

式中，M_i表示节点i的失负荷量；P_Gk表示发电机k的有功功率；B_ij表示导纳矩阵元素；P_Li表示节点i的初始有功负荷；θ_ij表示节点i与节点j之间的相角差；Q_Li表示电力系统节点i的初始无功负荷；V_i表示节点i电压值，V_i ^max和V_i ^min分别表示节点电压的上限与下限；Q_Gk表示发电机k的无功功率，

和

分别表示发电机k发出无功功率的上限与下限；P_l(θ_i，θ_j)表示节点i与j之间的支路的有功功率，P_l ^min和P_l ^max分别表示其最小值和最大值。

本发明的有益效果：

现有的电力系统连锁故障分析较少考虑稳控业务可靠性对连锁故障评估的影响。本发明在新的故障情景下研究稳控业务影响下的连锁故障评估，首先阐述电力系统连锁故障原理以及电力线路运行可靠性模型；随后，基于电力系统连锁故障特点，建立电力系统连锁故障的评估指标；最后，考虑可靠性评估中确定性方法，提出一种考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障分析方法。本发明可以准确找出电力系统连锁故障的演化路径，合理量化评估稳控业务对连锁故障的影响后果，并降低电力系统发生连锁故障的可能性及灾难发生的后果，对保障电力系统的可靠运行具有重要意义。

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，显而易见地，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他的附图；

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明电力系统连锁故障发展过程示意图；

图3为本发明线路故障概率随潮流变化曲线图；

图4为本发明稳控业务正常情况下电力系统连锁故障流程图；

图5为本发明电力系统连锁故障事件链中线路出现概率；

图6是本发明实施例中结果示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，包括如下步骤：

考虑电力线路长时间严重过载运行或者短时间内线路潮流转移急速变化造成的电力系统连锁故障，建立分段函数形式的事故扩大阶段时电力线路运行可靠性模型，为连锁故障定量评估指标的提出奠定基础；

基于电力线路运行可靠性模型，建立电力系统连锁故障综合后果指标，包括：基于马尔可夫链方法的电力系统连锁故障概率指标、基于严重度函数的电力系统连锁故障后果指标以及基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标；

考虑稳控业务失效对连锁故障预测的影响，并忽略稳控业务的失效概率，以电力系统连锁故障综合后果指标作为模型评价标准，建立一种考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型，用于电网信息物理系统风险评估；

将考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型运用于实例系统，验证考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型的可行性和合理性。

在连锁故障发生前阶段中，电力系统元件未发生异常或者故障，电网正常运行。在初始故障阶段中，电力系统元件出现异常或者故障状态，如线路故障、保护装置误动、发电机异常运行等。该阶段并不会引起系统崩溃，主要造成系统潮流重新分配。在事故快速扩大阶段中，短时间内系统潮流快速变化，导致系统某些元件处于过载运行状态，引起保护误动或者线路跳闸。若电力系统不能及时采取措施恢复电网稳定运行，最终电网会进入系统崩溃阶段，该阶段会造成大量负荷被切除，发电机退出运行以及系统解列的后果。

电力系统连锁故障发展过程如图2所示。

采用历史统计值、平均稳态概率与线性分段曲线拟合线路停运概率与潮流的关系如下：

P_f为线路的故障概率；P_L为线路上的潮流；P_Ln为线路潮流的额定值；p₀为线路故障概率的统计值；P_Lmax表示线路传输的极限功率。当P_L≤P_Ln时，线路故障概率几乎不受潮流的影响，可取统计平均值p₀；当P_Ln＜P_L＜P_Lmax时，线路故障概率呈线性增长；当P_L≥P_Lmax时，由于保护装置动作而将线路切除，此时故障概率为1。

实际电网线路潮流大规模转移时，线路发热量随着潮流变化并不是呈现线性关系，而应该是一个非线性关系。并且随着潮流增加，线路的发热量迅速增加，导致线路故障概率增加很快。因此，本发明考虑电力系统实时的运行状态，采用分段指数函数的形式来描述电力线路运行可靠性模型，如图3所示，计算公式如下：

其中，各参数解释同上。

一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，所述电力系统连锁故障概率指标，包括：

本发明主要针对电力线路故障导致潮流大规模转移，进而造成电力系统连锁故障的情景，该情景可以看作是一系列条件概率事件发展的动态过程。除了初始故障外，下一级线路故障都是由前一级故障导致的，并且系统状态之间的转移概率只于当前状态有关，而与历史状态无关，这是一个典型的马尔可夫过程。因此，本发明基于马尔可夫链的方法建立电力系统连锁故障概率指标P_L.K：

P_L,K＝P(X₁＝x₁)P(X₂＝x₂|X₁＝x₁)…P(X_K＝x_K|X_K-1＝x_K-1)

其中，K为故障级数；P(X_K＝j|X_K-1＝i)为系统状态i到系统状态j的转移概率。

一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，所述电力系统连锁故障后果指标，包括：

本发明首先考虑电网连锁故障的演化过程以及特点，基于严重度函数建立4种后果指标：发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度。

(1)发电机出力波动严重度

本发明通建立发电机出力波动严重度R_G,K来表示系统发生连锁故障时发电机出力波动的严重程度，具体计算公式如下。

式中，α_G为发电机出力波动严重程度因子；P_GO,i(K)表示故障级数为K时第i个发电机出力的相对标幺值；P_G,i为第i个发电机的当前出力；P_Gn,i为第i个发电机的额定出力；P_Gmax,i为第i个发电机的最大出力；N_G为系统中发电机的数量；。

(2)潮流波动严重度

本发明建立潮流波动严重度R_L,K来表示系统发生连锁故障时线路潮流波动的严重程度，具体计算公式如下：

式中，α_L为电力线路潮流波动严重程度因子；P_LO,i(K)表示故障级数为K时第i条线路潮流波动的相对标幺值；P_L,i表示第i条线路的当前潮流值；P_Ln,i为第i条线路的额定潮流值；P_Lmax,i为第i条线路的潮流上限值；N_L为系统中电力线路的数量。

(3)电压波动严重度

本发明建立电压波动严重度R_V,K表示系统发生连锁故障后节点电压波动的严重程度，具体计算公式如下：

式中，α_V表示节点电压波动严重程度因子；P_VO,i(K)表示故障级数为K时第i个节点电压波动的相对标幺值；P_V,i表示第i个节点的当前电压值；P_Vn,i为第i个节点的额定电压值；P_Vmax,i为第i个节点的电压上限值；P_Vmin,i为第i个节点的电压下限值；N为系统中电力节点的数量。

(4)失负荷严重度

本文发明建立失负荷严重度来表示系统发生连锁故障后系统失负荷量的严重程度，具体计算公式如下：

式中，α_D表示失负荷严重程度因子；P_DO,i(K)表示故障级数为K时第i个节点失负荷量的标幺值；P_D,i表示第i个节点的失负荷量；P_S,i表示第i个节点的初始负荷量。

一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，所述基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标，包括：

本发明综合考虑连锁故障发展过程中电力系统的发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度4种指标，建立的连锁故障事件链L的综合后果指标R_C,L计算式为：

其中，H表示电力系统的连锁故障总级数；ω_G、ω_L、ω_V和ω_D分别代表四种指标的权重，通过模糊层次分析法计算得到。

考虑稳控业务可靠性的连锁故障评估流程图如图4所示。

本发明采取可靠性评估中的确定性方法，即只考虑稳控业务失效对连锁故障预测的影响，而忽略稳控业务的失效概率。然后采用分段指数函数形式的电力线路运行可靠性模型以及交流潮流模型，计算下一级故障下路。具体步骤如下：

(1)系统结构初始化，确定系统拓扑结构以及元件初始可靠性数据。

(2)选取一个稳控业务失效情景。稳控业务失效时，对应的执行站拒动。

(3)选取一个电力系统线路作为初始故障线路，并断开故障线路。

(4)利用稳控系统控制措施，计算出各个执行站的动作量，维持电网稳定运行。

(5)稳控业务失效导致执行站拒动，此时根据当前系统状态，计算系统潮流分布。

(6)计算各级事件链的故障概率以及各级事件链的后果指标。

(7)判断故障级数是否大于设定值。如果是，则进入步骤(10)。否则，进入步骤(8)。

(8)计算当前状态下线路的故障概率；

(9)选取此时故障概率最大的线路作为下一级故障线路，并切除该线路，返回步骤(4)。

(10)计算连锁故障综合后果指标。

考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估方法，所述方法目标函数包括：

本发明采取的稳控措施是以交流最优潮流模型为基础的最优负荷减载算法计算得出的，目标函数是使系统切负荷量最小，具体如下：

式中，M_i表示节点i的失负荷量；P_Gk表示发电机k的有功功率；B_ij表示导纳矩阵元素；P_Li表示节点i的初始有功负荷；θ_ij表示节点i与节点j之间的相角差；Q_Li表示电力系统节点i的初始无功负荷。V_i表示节点i电压值，V_i ^max和V_i ^min分别表示节点电压的上限与下限；Q_Gk表示发电机k的无功功率，

和

分别表示发电机k发出无功功率的上限与下限；P_l(θ_i，θ_j)表示节点i与j之间的支路的有功功率，P_l ^min和P_l ^max分别表示其最小值和最大值。

下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。

在本发明的一个实例中：考虑稳控业务正常情况下电力系统连锁故障仿真，将上述考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法运用于IEEE30标准系统。

(1)连锁故障路径分析

选取L36作为初始故障线路，详细说明正常情况下电力系统连锁故障的流程。连锁故障终止条件为故障级数不大于6级。结合本发明所提的电力系统连锁故障评估方法，计算得到的连锁故障演化流程示意图如图5所示。当L36线路故障时，为了保持电力系统稳定运行，稳控系统采取改变发电机出力，并执行切负荷措施。其中G1和G6分别增加1.857MW和18.605MW，G2、G3、G4和G5分别切除0.664MW、2.169MW、5.225MW和15.969MW，执行站ES20需要切除负荷4.5595MW。此时根据当前电力系统状态，结合电力线路运行可靠性模型，得到当前状态下故障概率最大的线路为L31，故障概率为0.9979。将L31作为下一级故障线路，继续进行连锁故障评估。由此得到在正常情况下，电力线路的连锁故障事件链依次为L36-L31-L30-L29-L27-L26。

L36作为初始故障的演化过程中各指标如表1所示。在前二级故障后，电力系统需要切除负荷以及改变发电机出力来维持电网稳定运行。在第四级和第六级连锁故障时，电力系统只需要改变发电机出力就能维持电网稳定运行。结合图5可知，当电力系统发生第三级连锁故障后，系统出现孤立节点，例如节点23、24、25、26、27、29和30。此时线路L31和L30的故障概率较高，接近于1，而当电力线路L30断开后，系统解列成一个拥有6台发电机以及22节点的新系统。相较于原系统，新系统拥有较低的负荷水平，而发电机出力上下限不变的情况下，该系统的稳定性更高，因此下一级故障线路L29的故障概率明显降低，仅为0.0035。初始故障为L36的连锁故障事件链的综合后果指标R_C,L为0.203。

表1L36线路连锁故障演化过程

(2)连锁故障后果评估

对IEEE30系统中的41条线路进行仿真计算，将前二十的综合后果指标及其对应的故障概率P_L,K列于表2.

表2线路L36故障后，稳控业务正常情况的事件链综合后果指标

从表2中可以看出，连锁故障级数相同的情况下，电力系统连锁故障事件链的故障概率数量级范围在10-3～10-12中。以初始故障L14的连锁故障的综合后果指标最大，其故障概率也最大。这是因为综合后果指标是由故障概率和故障后果两个方面决定。该事件链为L14-L12-L21-L18-L20-L35，随着每一级故障发生后，相比较其他事件链，系统整体的故障程度都在快速加深。而每一级故障概率都很高，分别为0.0014、0.8018、0.9876、0.9785、0.9986和0.9432，最终该事件链的故障概率也最大。并不是所有的事件链的故障概率越大，其综合后果指标越大。相比较以L25为初始故障的事件链，以L36为初始故障的事件链，其故障概率较小，但是综合后果指标却较大。由于存在故障概率较小且影响后果严重的事件链，因此不能仅选取故障概率较大的事件链进行连锁故障后果分析。

本发明选取综合后果指标排行在前五的初始故障线路作为系统关键线路，分别为L14、L36、L25、L27和L17。除了从综合后果指标的角度找出关键线路，本文还通过统计连锁故障评估过程中故障线路出现的概率找出系统关键线路。故障线路出现概率为故障线路出现次数除以所有故障线路总次数，计算结果如图6所示。

从图6可以看出，电力线路出现概率排行在前五的线路分别为L31、L30、L35、L29和L21。结合通过综合指标选取最后关键线路，最终系统的关键线路为L14、L36、L25、L27、L17、L31、L30、L35、L29和L21。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开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公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开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公开范围内容。

Claims (10)

1.一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

考虑电力线路长时间严重过载运行或者短时间内线路潮流转移急速变化造成的电力系统连锁故障，建立分段函数形式的事故扩大阶段时电力线路运行可靠性模型，为连锁故障定量评估指标的提出奠定基础；

基于电力线路运行可靠性模型，建立电力系统连锁故障综合后果指标，包括：基于马尔可夫链方法的电力系统连锁故障概率指标、基于严重度函数的电力系统连锁故障后果指标以及基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标；

考虑稳控业务失效对连锁故障预测的影响，并忽略稳控业务的失效概率，以电力系统连锁故障综合后果指标作为模型评价标准，建立一种考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型，用于电网信息物理系统风险评估；

将考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型运用于实例系统，验证考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型的可行性和合理性。

2.根据权利要求1所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述建立分段函数形式的事故扩大阶段时电力线路运行可靠性模型的过程包括：

采用历史统计值、平均稳态概率与线性分段曲线拟合线路停运概率与潮流的关系如下：

P_f为线路的故障概率；P_L为线路上的潮流；P_Ln为线路潮流的额定值；p₀为线路故障概率的统计值；P_Lmax表示线路传输的极限功率，当P_L≤P_Ln时，线路故障概率不受潮流的影响，取统计平均值p₀；当P_Ln＜P_L＜P_Lmax时，线路故障概率呈线性增长；当P_L≥P_Lmax时，由于保护装置动作而将线路切除，此时故障概率为1；

采用分段指数函数的形式来描述电力线路运行可靠性模型，计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述基于马尔可夫链方法的电力系统连锁故障概率指标的建立过程为：

基于马尔可夫链的方法建立电力系统连锁故障概率指标P_L.K：

P_L,K＝P(X₁＝x₁)P(X₂＝x₂|X₁＝x₁)…P(X_K＝x_K|X_K-1＝x_K-1)

其中，K为故障级数；P(X_K＝j|X_K-1＝i)为系统状态i到系统状态j的转移概率。

4.根据权利要求1所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述基于严重度函数的电力系统连锁故障后果指标包括：发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度；

其中，所述发电机出力波动严重度包括：

式中，R_G,K为发电机出力波动严重度，α_G为发电机出力波动严重程度因子；P_GO,i(K)表示故障级数为K时第i个发电机出力的相对标幺值；P_G,i为第i个发电机的当前出力；P_Gn,i为第i个发电机的额定出力；P_Gmax,i为第i个发电机的最大出力；N_G为系统中发电机的数量。

5.根据权利要求4所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述潮流波动严重度公式如下：

式中，R_L,K为潮流波动严重度，α_L为电力线路潮流波动严重程度因子；P_LO,i(K)表示故障级数为K时第i条线路潮流波动的相对标幺值；P_L,i表示第i条线路的当前潮流值；P_Ln,i为第i条线路的额定潮流值；P_Lmax,i为第i条线路的潮流上限值；N_L为系统中电力线路的数量。

6.根据权利要求4所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述电压波动严重度的公式如下：

式中，α_V表示节点电压波动严重程度因子；P_VO,i(K)表示故障级数为K时第i个节点电压波动的相对标幺值；P_V,i表示第i个节点的当前电压值；P_Vn,i为第i个节点的额定电压值；P_Vmax,i为第i个节点的电压上限值；P_Vmin,i为第i个节点的电压下限值；N为系统中电力节点的数量。

7.根据权利要求4所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述失负荷严重度公式如下：

式中，R_D,K为失负荷严重度，α_D表示失负荷严重程度因子；P_DO,i(K)表示故障级数为K时第i个节点失负荷量的标幺值；P_D,i表示第i个节点的失负荷量；P_S,i表示第i个节点的初始负荷量。

8.根据权利要求1所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标的建立过程如下：

综合考虑发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度4种指标，建立的基于模糊层次分析法的电力系统连锁故障综合后果指标R_C,L计算式为：

其中，H表示电力系统的连锁故障总级数；ω_G、ω_L、ω_V和ω_D分别代表发电机出力波动严重度、潮流波动严重度、电压波动严重度和失负荷严重度四种指标的权重，通过模糊层次分析法计算得到。

9.根据权利要求1所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型包括：

系统结构初始化，确定系统拓扑结构以及元件初始可靠性数据；

选取一个稳控业务失效情景，稳控业务失效时，对应的执行站拒动；

选取一个电力系统线路作为初始故障线路，并断开故障线路；

利用稳控系统控制措施，计算出各个执行站的动作量，维持电网稳定运行；

稳控业务失效导致执行站拒动，此时根据当前系统状态，计算系统潮流分布；

计算各级事件链的故障概率以及各级事件链的后果指标；

判断故障级数是否大于设定值，如果是，则计算连锁故障综合后果指标，否则，计算当前状态下线路的故障概率；

选取此时故障概率最大的线路作为下一级故障线路，并切除故障概率最大的线路，返回计算系统潮流分布。

10.根据权利要求9所述的一种考虑连锁故障的电网信息物理系统风险评估方法，其特征在于，所述考虑稳控业务可靠性的电力系统连锁故障评估模型的目标函数为：

式中，M_i表示节点i的失负荷量；P_Gk表示发电机k的有功功率；B_ij表示导纳矩阵元素；P_Li表示节点i的初始有功负荷；θ_ij表示节点i与节点j之间的相角差；Q_Li表示电力系统节点i的初始无功负荷；V_i表示节点i电压值，V_i ^max和V_i ^min分别表示节点电压的上限与下限；Q_Gk表示发电机k的无功功率，

和

分别表示发电机k发出无功功率的上限与下限；P_l(θ_i，θ_j)表示节点i与j之间的支路的有功功率，P_l ^min和P_l ^max分别表示其最小值和最大值。

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