CN117634872A - 一种新能源电力系统的风险预警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源电力系统的风险预警系统及方法，属于电力风险预警技术领域。本发明中，通过收集与新能源电力相关的数据，进行数据预处理和风险评估，构建风险模型，同时加入对数据的置信度预判断，提高模型的准确性和可信度。根据风险评估结果，输出预警信息，并监控与调整模型，以保持模型的准确性和可靠性，通过在数据的预处理以及对实时数据的预映射判断，能够提高实时数据收集后的快速应用，有利于避免因数据处理影响到风险预估的即时性，并且通过置信度的设置，能够快速判断当前风险预警所应用的数据的真实性，有利于后续进行模型的调整更新，提高对新能源电力系统接入的适应性。
Description
技术领域
本发明属于电力风险预警技术领域，尤其涉及一种新能源电力系统的风险预警系统及方法。
背景技术
随着新能源系统的持续推进，电源结构和电网结构也在不断调整深化。大型新能源基地通过特高压直流远距离输送到负荷中心，成为我国资源跨区平衡的主要方式。但与传统的电力系统相比，新能源系统在电源结构和电网结构方面有很大的不同，系统的运行特性也发生了很大的变化，这也带来了新的安全风险，因此，需要对电力系统运行过程中的风险进行及时预警判断。
中国专利申请公开号CN116244887A公开了一种电力系统极端运行场景生成方法、装置及设备，该方法包括获取新能源与新型负荷的经验分布函数；获取数据驱动的潮流经验公式，基于潮流经验公式得到广义转移分布因子，基于广义转移分布因子、搜索方向和有功功率构建新型电力系统极端场景生成模型；采用随机搜索方法对新型电力系统极端场景生成模型进行求解获得极端场景集，基于新能源与新型负荷的经验分布函数和交流潮流公式对极端场景集进行检查与验证。根据本公开的方法，能为用户提供差异化的未来场景模拟服务，以实例化的方式展示未来可能出现的非常规运行方式，从而有效提升电力系统极端风险预警系统的可靠性，但在实际使用时，对电力系统的模拟多采用虚拟数据，且无法引用相应的运行数据，因此模拟时缺乏场景的真实性，存在该改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决对电力系统的模拟多采用虚拟数据，且无法引用相应的运行数据，因此模拟时缺乏场景的真实性的问题，而提出的一种新能源电力系统的风险预警系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新能源电力系统的风险预警系统，包括：
数据收集单元，用于收集电力系统数据；
数据预处理单元，所述数据预处理单元的输入端与数据收集单元的输出端电性连接，用于对收集到的新能源电力数据进行数据预处理，所述数据收集单元的输出端与权重判断模块的输入端电性连接，所述权重判断模块的输出端与数据预处理单元的输入端电性连接；
风险分析单元，所述风险分析单元的输入端与数据预处理单元的输出端电性连接，所述风险分析单元用于构建风险模型并建立风险评估体系，所述风险分析单元的输入端与权重记忆模块的输出端电性连接；
置信度预判断单元，所述置信度预判断单元的输入端与风险分析单元的输出端电性连接，所述置信度预判断单元用于通过预设的数据传感映射关系判断数据真实度；
数据库模块，所述数据库模块用于存储置信度数据以及收集的电力系统数据，所述数据库模块的输出端与数据预处理单元的输入端电性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述数据收集单元包括云端统计模块、电厂实时上传模块和网络数据收集模块，所述云端统计模块用于获取电厂服务器的云端数据，电厂实时上传模块用于获取电厂实时上传的运行数据，所述网络数据收集模块用于收集电力系统区域内的相关数据。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述数据预处理单元包括数据清洗模块、异常数据筛选模块和缺失数值记录模块，所述数据清洗模块，用于检查数据一致性，处理无效值和缺失值，异常数值筛选模块，用于通过电厂运行数据设置得到异常数值，所述缺失数值记录模块，用于记录电厂运行数据中持续未返回的缺失值。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述置信度预判断单元包括：
置信度模块，所述置信度模块用于根据数据库对数据进行真实度的预判断，根据真实数据与预设数据之间的差异程度，确定置信度的高低和判断的准确性；
映射关系更新模块，通过数据更新对映射关系进行调整更新；
传感映射模块，用于基于传感映射关系，将置信度与判断与真实数据相匹配。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述电力系统包括新能源单利系统的发电量、装机容量、天气条件和市场需求。
作为上述技术方案的进一步描述：
一种新能源电力系统的风险预警方法，具体包括以下步骤：
S1、收集数据：收集与新能源电力相关的数据；
S2、数据预处理：对收集的数据进行预处理后，确保数据的一致性和可靠性；
S3、构建风险模型：根据收集到的数据，构建风险模型；
S4、对实时输入数据的置信度预判断：在模型中加入对数据的置信度预判断，通过引入权重系数或置信度因子来实现，根据数据的质量、可靠性以及相关因素的权重，给予不同的置信度，提高模型的准确性和可信度；
S5、通过权重进行模拟综合评价进行风险评估，风险预测与评估：利用构建好的模型进行风险预测与评估，根据模型输出的风险评估结果，对新能源电力系统的风险进行量化和评估，并计算出整体的风险预警系数，进行预警报告。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S3中建立风险评估体系的具体步骤包括：体系包括多重等级的层次结构，对复杂运行问题进行分解，变成独立的风险因素；
构建矩阵，整理分析数据和资料后，比较风险因素的风险因子即重要程度，构建对比矩阵；
同时建立不同风险因子的指标权重，进行一致性检测避免某一因素超出风险判断权限。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S4中对实时输入数据的置信度预判断的具体步骤包括：收集真实数据后，通过统计方法以及历史数据的预测生成预设数据，通过预设数据与实时数据的映射关系判断实时输入的数据的置信度，在满足置信度的情况下，将实时数据的数据作为模型输入数据进行风险结果的预测。
作为上述技术方案的进一步描述：
还包括定期监控新能源电力的风险情况，并根据实际情况对模型进行调整和优化，及时更新数据和调整置信度预判断，以保持模型的准确性和可靠性。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过收集与新能源电力相关的数据，进行数据预处理和风险评估，构建风险模型，同时加入对数据的置信度预判断，提高模型的准确性和可信度。根据风险评估结果，输出预警信息，并监控与调整模型，以保持模型的准确性和可靠性，该方法能够有效地减少系统负荷，优化新能源电力系统运行，并对新能源电力系统的风险进行量化和评估，提高新能源电力系统的安全性和稳定性，通过在数据的预处理以及对实时数据的预映射判断，能够提高实时数据收集后的快速应用，有利于避免因数据处理影响到风险预估的即使性，并且通过置信度的设置，能够快速判断当前风险预警所应用的数据的真实性，有利于后续进行模型的调整更新，提高对新能源电力系统接入的适应性。
附图说明
图1为本发明提出的一种新能源电力系统的风险预警系统的流程框图；
图2为本发明提出的一种新能源电力系统的风险预警系统的数据收集单元逻辑框图；
图3为本发明提出的一种新能源电力系统的风险预警系统的数据预处理单元逻辑框图；
图4为本发明提出的一种新能源电力系统的风险预警系统的置信度预判断单元逻辑框图；
图5为本发明提出的一种新能源电力系统的风险预警方法的流程图。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种新能源电力系统的风险预警系统，具体包括以下模块：
数据收集单元，用于收集与新能源电力相关的数据，包括发电量、装机容量、天气条件、市场需求等，确保数据的准确性和完整性，其中还包括收集当前电力系统的运行状态数据；
数据收集单元，包括云端统计模块、电厂实时上传模块和网络数据收集模块；
所述数据收集单元包括云端统计模块、电厂实时上传模块和网络数据收集模块，所述云端统计模块用于获取电厂服务器的云端数据，电厂实时上传模块用于获取电厂实时上传的运行数据，所述网络数据收集模块用于收集电力系统区域内的相关数据；
数据预处理单元，所述数据预处理单元的输入端与数据收集单元的输出端电性连接，用于对收集到的新能源电力数据进行数据预处理，所述数据收集单元的输出端与权重判断模块的输入端电性连接，所述权重判断模块的输出端与数据预处理单元的输入端电性连接；
数据清洗模块，用于检查数据一致性，处理无效值和缺失值；
异常数值筛选模块，用于通过电厂运行数据设置得到异常数值；
缺失数值记录模块，用于记录电厂运行数据中持续未返回的缺失值，或可直接于电厂控制系统该部分数据连接进行获取；
数据库模块，用于通过数据库表中存储的风险指标数据以辅助进行风险分析的判断；
风险分析单元，所述风险分析单元的输入端与数据预处理单元的输出端电性连接，所述风险分析单元用于构建风险模型并建立风险评估体系，所述风险分析单元的输入端与权重记忆模块的输出端电性连接，构建风险模型：根据收集到的数据，构建风险模型；
具体包括预设的风险指标建立风险评估体系，体系包括多重等级的层次结构，对复杂运行问题进行分解，变成独立的风险因素；
构建矩阵，整理分析数据和资料后，比较风险因素的风险因子即重要程度，构建对比矩阵；
同时建立不同风险因子的指标权重，进一步进行一致性检测避免某一因素超出风险判断权限；
通过权重进行模拟综合评价进行风险评估；
当输出评估结果后，预警模块输出预警信息，预警信息可分为不同的风险等级进行输出的告知；
其中，风险模型的建立以及训练可通过回归分析和时间序列分析等算法来建立风险分析模型；
在本申请中的实施例中，具体分析时主要通过电厂运行数据以分析技术风险；
置信度预判断单元，所述置信度预判断单元的输入端与风险分析单元的输出端电性连接，所述置信度预判断单元用于通过预设的数据传感映射关系判断数据真实度；
传感映射模块，用于基于传感映射关系，将置信度与判断与真实数据相匹配。根据真实数据与预设数据之间的差异程度，确定置信度的高低和判断的准确性；
具体包括建立多组数据关系之间的传感映射关系，如太阳能、风力电力的发电量与天气条件的关系以及水力发电与区域季节的关系，通过收集真实数据后，生成预设数据，建立对比分析关系，在不同天气下得到相应的发电量，根据多组传感映射关系，确定不同天气条件下的置信度和判断；
置信度的判断不仅通过天气关系来进行判断，还包括相应的用电量、发电量、机组容量、市场需要以及天气条件等；
系统的数据流向具体包括数据收集单元的云端统计模块、电厂实时上传模块和网络数据收集模块收集相应的云端记录的历史数据、电厂实时运行数据以及网络相关风险数据后，如新能源电力系统包括水利、风力和光伏电能，相关风险数据包括天气、温度、风力、水域流量和光照时长等，在获取数据后，权重判断模块能够判断当前数据是否超出已超出预设的阈值，若超出阈值后直接通过属于预处理单元发送至风险分析模块判断置信度预设关系分析真实性后进行预警判断，处于报警范围内的数据通过数据预处理单元进行预处理分析后分别被数据库模块和风险分析模块调用存储以及分析风险，同时通过置信度预判断模块进行预判断处理后得到相应的风险预警进行预警告知；
风险分析单元计算更新的阈值标准数据存贮在权重记忆模块内，在进行权重调用时根据数据类型进行快速调用分析；
一种新能源电力系统的风险预警方法，具体包括以下步骤：
S1、收集数据：首先，收集与新能源电力相关的数据，包括发电量、装机容量、天气条件、市场需求等，确保数据的准确性和完整性。
S2、数据预处理：对收集的数据进行预处理后，确保数据的一致性和可靠性；
S3、构建风险模型：根据收集到的数据，构建风险模型，建立风险评估体系，体系包括多重等级的层次结构，对复杂运行问题进行分解，变成独立的风险因素；
构建矩阵，整理分析数据和资料后，比较风险因素的风险因子即重要程度，构建对比矩阵；
同时建立不同风险因子的指标权重，进行一致性检测避免某一因素超出风险判断权限；
S4、对实时输入数据的置信度预判断：在模型中加入对数据的置信度预判断，通过引入权重系数或置信度因子来实现，根据数据的质量、可靠性以及相关因素的权重，给予不同的置信度，提高模型的准确性和可信度；
收集真实数据后，通过统计方法以及历史数据的预测生成预设数据，通过预设数据与实时数据的映射关系判断实时输入的数据的置信度，在满足置信度的情况下，将实时数据的数据作为模型输入数据进行风险结果的预测。
S5、通过权重进行模拟综合评价进行风险评估，风险预测与评估：利用构建好的模型进行风险预测与评估，根据模型输出的风险评估结果，对新能源电力系统的风险进行量化和评估，并计算出整体的风险预警系数，进行预警报告。
还包括监控与调整：定期监控新能源电力的风险情况，并根据实际情况对模型进行调整和优化。及时更新数据和调整置信度预判断，以保持模型的准确性和可靠性。
进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例所述的一种新能源电力系统的风险预警系统及方法。
进一步的，本申请实施例还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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述实施例所述的一种新能源电力系统的风险预警系统及方法。
本发明更适合采用软件形式实现，但也可用硬件或软硬件结合的形式实现。本发明也可被实现为计算机可读媒体上的可被计算机读取的代码。所述计算机可读媒体是任何可以保存能够被计算机系统读取的数据的数据存储装置。计算机可读媒体的实例包括只读存储器，随机存取存储器，CD光盘(CD-ROM)，数字化视频光盘(DVD)，磁带，光学数据存储装置，以及载波。所述计算机可读媒体也可分布在通过网络相连的多台计算机系统中，这样所述可被计算机读取的代码将以分布式的方式存储和运行；
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新能源电力系统的风险预警系统，其特征在于，包括：
数据收集单元，用于收集电力系统数据；
数据预处理单元，所述数据预处理单元的输入端与数据收集单元的输出端电性连接，用于对收集到的新能源电力数据进行数据预处理，所述数据收集单元的输出端与权重判断模块的输入端电性连接，所述权重判断模块的输出端与数据预处理单元的输入端电性连接；
风险分析单元，所述风险分析单元的输入端与数据预处理单元的输出端电性连接，所述风险分析单元用于构建风险模型并建立风险评估体系，所述风险分析单元的输入端与权重记忆模块的输出端电性连接；
置信度预判断单元，所述置信度预判断单元的输入端与风险分析单元的输出端电性连接，所述置信度预判断单元用于通过预设的数据传感映射关系判断数据真实度；
数据库模块，所述数据库模块用于存储置信度数据以及收集的电力系统数据，所述数据库模块的输出端与数据预处理单元的输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电力系统的风险预警系统，其特征在于，所述数据收集单元包括云端统计模块、电厂实时上传模块和网络数据收集模块，所述云端统计模块用于获取电厂服务器的云端数据，电厂实时上传模块用于获取电厂实时上传的运行数据，所述网络数据收集模块用于收集电力系统区域内的相关数据。
3.根据权利要求1所述的一种新能源电力系统的风险预警系统，其特征在于，所述数据预处理单元包括数据清洗模块、异常数据筛选模块和缺失数值记录模块，所述数据清洗模块，用于检查数据一致性，处理无效值和缺失值，异常数值筛选模块，用于通过电厂运行数据设置得到异常数值，所述缺失数值记录模块，用于记录电厂运行数据中持续未返回的缺失值。
4.根据权利要求1所述的一种新能源电力系统的风险预警系统，其特征在于，所述置信度预判断单元包括：
置信度模块，所述置信度模块用于根据数据库对数据进行真实度的预判断，根据真实数据与预设数据之间的差异程度，确定置信度的高低和判断的准确性；
映射关系更新模块，通过数据更新对映射关系进行调整更新；
传感映射模块，用于基于传感映射关系，将置信度与判断与真实数据相匹配。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电力系统的风险预警系统，其特征在于，所述电力系统包括新能源单利系统的发电量、装机容量、天气条件和市场需求。
6.一种新能源电力系统的风险预警方法，应用于权利要求1-5任意一项所述新能源电力系统的风险预警系统，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、收集数据：收集与新能源电力相关的数据；
S2、数据预处理：对收集的数据进行预处理后，确保数据的一致性和可靠性；
S3、构建风险模型：根据收集到的数据，构建风险模型；
S4、对实时输入数据的置信度预判断：在模型中加入对数据的置信度预判断，通过引入权重系数或置信度因子来实现，根据数据的质量、可靠性以及相关因素的权重，给予不同的置信度，提高模型的准确性和可信度；
S5、通过权重进行模拟综合评价进行风险评估，风险预测与评估：利用构建好的模型进行风险预测与评估，根据模型输出的风险评估结果，对新能源电力系统的风险进行量化和评估，并计算出整体的风险预警系数，进行预警报告。
7.根据权利要求6所述的一种新能源电力系统的风险预警方法，其特征在于，所述S3中建立风险评估体系的具体步骤包括：将体系构建为多重等级的层次结构，对复杂运行问题进行分解，变成独立的风险因素；
构建矩阵，整理分析数据和资料后，比较风险因素的风险因子即重要程度，构建对比矩阵；
同时建立不同风险因素风险因子的指标权重，进行一致性检测，避免某一因素超出风险判断权限，持续训练验证后得到风险评估体系。
8.根据权利要求7所述的一种新能源电力系统的风险预警方法，其特征在于，所述S4中对实时输入数据的置信度预判断的具体步骤包括：收集真实数据后，通过统计方法以及历史数据的预测生成预设数据，通过预设数据与实时数据的映射关系判断实时输入的数据的置信度，在满足置信度的情况下，将实时数据的数据作为模型输入数据进行风险结果的预测。
9.根据权利要求7所述的一种新能源电力系统的风险预警方法，其特征在于，还包括定期监控新能源电力的风险情况，并根据实际情况对模型进行调整和优化，及时更新数据和调整置信度预判断，以保持模型的准确性和可靠性。
10.一种新能源电力系统的风险预警装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6-9任意一项所述的一种新能源电力系统的风险预警方法。
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