CN103218754A - 一种电网调度操作的风险检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电网调度操作的风险检测方法，接收对目的设备进行的当前操作指令，确定风险状态信息；获取在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值、各过载支路的实际输送功率；获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；获得进行当前操作成功和失败的实时概率；获得在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；获取当前操作的风险指标；当风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。本发明还提出一种电网调度操作的风险检测装置，可以预先检测出执行电网调度操作可能引起的电网的安全状况；保证电力***的安全运行。

Description

一种电网调度操作的风险检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电网调度控制领域，特别是涉及一种电网调度操作的风险检测方法及装置。

背景技术

为了保证电网安全、经济和可靠运行，调度员必需采取合理的调度操作。目前调度员主要依据电网实时运行数据以及个人经验对电网进行操作。调度操作指令票从拟定到最终执行有着一套较为完整的操作流程与控制方法，很大程度上保证了电力调度的安全性。但考虑到操作执行过程中恶劣天气、设备故障以及误操作等不确定因素，调度操作可能无法正常执行，影响***安全稳定运行。

目前对调度操作的研究主要集中于确定性的安全校荷，通过监控调度操作各个环节，防止误操作发生；但是还没有可以对调度操作给***带来的风险进行检测的技术。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电网调度操作实时风险检测方法及装置，可以预先检测出执行电网调度操作可能引起的电网的安全状况；保证电力***的安全运行。

采用的方案：

S1、接收对目的设备进行的当前操作指令，确定对所述目的设备进行所述当前操作的风险状态信息；

S2、根据所述风险状态信息进行潮流计算，获取所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率；

S3、根据所述风险状态信息进行拓扑计算，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；

S4、根据实时影响因子和统计的对所述目的设备进行当前操作的失败概率，获得对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；

S5、根据目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率、目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率以及所述实时影响因子，获得所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

S6、根据所述电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值、所述故障发生后负荷的削减量、所述当前操作成功时的负荷削减量、所述支路过载数以及各过载支路的实际输送功率、所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率、所述当前操作成功的实时概率和当前操作失败的实时概率，获取对所述目的设备进行当前操作的风险指标；

S7、当所述风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。

以及，一种电网调度操作的风险检测装置，包括：

风险状态确定单元，用于接收对目的设备进行的当前操作指令，确定对所述目的设备进行所述当前操作的风险状态信息；

第一计算单元，用于根据所述风险状态信息进行潮流计算，获取所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率；

第二计算单元，用于根据所述风险状态信息进行拓扑计算，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；

第一获取单元，用于根据实时影响因子和统计的对所述目的设备进行当前操作的失败概率，获得对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；

第二获取单元，用于根据目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率、目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率以及所述实时影响因子，获得所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

第三获取单元，用于根据所述电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值、所述故障发生后负荷的削减量、所述当前操作成功时的负荷削减量、所述支路过载数以及各过载支路的实际输送功率、所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率、所述当前操作成功的实时概率和当前操作失败的实时概率，获取对所述目的设备进行当前操作的风险指标；

报警单元，用于当所述风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。

本发明从调度操作成功和失败两个方向出发，预先检测对目的设备进行当前操作可能造成的电网安全影响，接收对目的设备的当前操作指令，确定可能造成的风险状态信息；根据进行实际调度操作时的实时影响因子和历史统计的对目的设备进行当前操作成功和失败的概率，确定本次操作成功和失败的实时概率；根据历史统计的对目的设备进行当前操作成功和失败后发生故障的概率，确定本次操作成功和失败后发生故障的概率；对风险状态信息进行拓扑计算和潮流计算，获得对应结果；根据本次操作成功和失败的实时概率、本次操作成功和失败后发生故障的概率、拓扑计算结果、潮流计算结果，获取本次操作的风险指标；当风险指标大于或者等于门限值时，发出报警；从而预先检测出执行电网调度操作可能引起的电网的安全状况；保证电力***的安全运行。

附图说明

图1为本发明方法的一个实施流程图；

图2为本发明中电压越限后果量化函数图；

图3是与人为影响因子相关的人体生物钟偏离程度函数图；

图4是本发明的一个具体实施例的***单电示意图；

图5是本发明装置的一个结构示意图。

具体实施方式

本发明提出一种电网调度操作的风险检测方法，其实施流程图如图1，包括步骤：

S1、接收对目的设备进行的当前操作指令，确定对目的设备进行当前操作的风险状态信息；

其中，风险状态信息包括：对目的设备进行当前操作的风险状态信息、目的设备的操作成功发展状态信息以及目的设备在操作失败时的历史统计状态信息；

对电网的调度操作的风险主要来自以下三个方面：第一，元件本身发生故障导致操作失败产生的风险，即是：目的设备在操作失败时的历史统计状态信息，例如断开开关操作过程中，开关***导致开关所连母线接地；第二，调度操作成功后***本身所存在的风险，即是：对目的设备进行当前操作的风险状态信息，例如闭合开关之后，可能造成某些线路发生过载；第三，调度操作成功后***可靠性降低，可能发生发展故障产生的风险，即是：目的设备的操作成功发展状态信息，例如双母接线变电站，如果一条母线由运行转检修，则如果另一条母线发生故障就会导致整个变电站所有设备停电。

为更好的理解上述三种风险状态信息，下面做进一步的说明：

1、目的设备在操作失败时的历史统计状态信息，是一个集合，可记为S_f

假设某调度操作对元件e_i进行，导致此操作失败的元件故障集合C(e_i)如式(1)所示，

$C\left(e_i\right)=\{C_{e_i}^1,C_{e_i}^2,...,C_{e_i}^n\}---\left(1\right)$

其中，

为第n个可能导致元件e_i操作失败的元件故障；

集合C(e_i)中n个元件故障导致元件e_i操作失败后的***状态集定义为元件e_i操作失败状态集S_f(e_i)，

$S_f\left(e_i\right)=\{S\left(C_{e_i}^1\right),S\left(C_{e_i}^2\right),...,S\left(C_{e_i}^n\right)---\left(2\right)$

其中，

为第n个元件故障

导致元件e_i操作失败后的***状态；

2、目的设备的操作成功发展状态信息，是一个集合，可记为S_d

定义某故障F与元件e_i的关联度如下：

$\mathrm{Con}(e_i,F)=\left\{\begin{array}{c}1\\ 0\end{array}\right.---\left(3\right)$

其中，Con(e_i,F)=1表示对元件e_i成功操作后，故障F发生会给***造成重大后果，其数值可根据故障F后果确定；

假设ξ(F)代表故障F发生后给***造成的后果，ξ₀代表设定的后果截断值，d(±e_i)代表对元件e_i操作成功，按如下逻辑关系确定Con(e_i,F)值：

对于故障F，如果ξ(F)>ξ₀有且只有一个前提条件d(±e_i)，则Con(e_i,F)=1，否则Con(e_i,F)=0；

所有与元件e_i关联度为1的故障组成了元件e_i成功操作后的发展故障集F(e_i)，

$F\left(e_i\right)=\{F_{e_i}^1,F_{e_i}^2,...,F_{e_i}^k\}---\left(4\right)$

其中，每个故障

称为元件e_i成功操作后的一个发展故障，则元件e_i操作成功后发展状态集S_d(e_i)如式(5)所示，

$S_d\left(e_i\right)=\{S\left(F_{e_i}^1\right),S\left(F_{e_i}^2\right),...,S\left(F_{e_i}^n\right)---\left(5\right)$

其中，为第k个发展故障

发生后***状态；

3、对目的设备进行当前操作的风险状态信息，可记为S_n

假设某调度操作针对元件e_i进行，则对元件e_i操作成功后的***状态即为操作成功状态S_n(e_i)。

在一个实施方式中，S1步骤具体为：

接收对目的设备进行的当前操作指令；

当目的设备在预定的潮流控制断面内时，逐一退出在预定潮流控制断面中的控制断面设备，获得目的设备的操作成功发展状态信息；其中，控制断面设备为除目的设备外的预定潮流控制断面中的控制断面设备；

对目的设备进行模拟操作，获得目的设备的操作成功状态信息；根据历史统计数据获取目的设备在操作失败时的历史统计状态信息。

S2、根据风险状态信息，获取目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率；

具体的，该步骤为：根据风险状态信息进行潮流计算，获取目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率。

作为其中一个实施方式，该步骤可以是：对选取的调度操作风险状态进行节点连通性分析，***状态中的每条母线都是一个节点，每条线路和主变都是节点与节点之间的连接线。节点连通性分析就是分析每个节点与所有其他节点之间的连接线，如果某个节点与所有其他节点之间都不存在连接线，则该节点所对应的母线上所连负荷就要被切除。

根据风险状态信息进行潮流计算，是本领域技术人员所习知的技术手段，因此不再进行赘述。

S3、根据风险状态信息，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；

具体的，该步骤为：根据风险状态信息进行拓扑计算，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量。

根据风险状态信息进行拓扑计算，是本领域技术人员所习知的技术手段，因此不再进行赘述。

S4、根据实时影响因子和统计的对目的设备进行当前操作的失败概率，获得对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；

S5、获得目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

具体的，该步骤为：

根据目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率、目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率以及实时影响因子，获得目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率。

S6、根据步骤S2、S3、S4、S5中的数据，获取对目的设备进行当前操作的风险指标；

具体的，该步骤为：

根据电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值、故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量、支路过载数以及各过载支路的实际输送功率、目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率、当前操作成功的实时概率和当前操作失败的实时概率，获取对目的设备进行当前操作的风险指标。

S7、当风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。

本发明从调度操作成功和失败两个方向出发，预先检测对目的设备进行当前操作可能造成的电网安全影响，接收对目的设备的当前操作指令，确定可能造成的风险状态信息；根据进行实际调度操作时的实时影响因子和历史统计的对目的设备进行当前操作成功和失败的概率，确定本次操作成功和失败的实时概率；根据历史统计的对目的设备进行当前操作成功和失败后发生故障的概率，确定本次操作成功和失败后发生故障的概率；对风险状态信息进行拓扑计算和潮流计算，获得对应结果；根据本次操作成功和失败的实时概率、本次操作成功和失败后发生故障的概率、拓扑计算结果、潮流计算结果，获取本次操作的风险指标；当风险指标大于或者等于门限值时，发出报警；从而预先检测出执行电网调度操作可能引起的电网的安全状况；保证电力***的安全运行。

在上述实施例中，步骤S2、S3、S4、S5，不受上述记载顺序的限制，即是说，步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5可以同时进行，可以按照一定的次序进行，也可以先进行其中任一步骤。

在上述实施例中，实时影响因子包括：天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态；

为便于理解，下面对实时影响因子进行进一步说明：

天气影响因子λ

主要考虑不同气候条件对于调度操作产生的影响，其取值如下表1所示，根据调度操作的执行地区和开始时间，从天气预报自动采集天气信息并计算出天气影响因子；

表1天气影响因子取值

①台风：黄色预警取1～1.2、橙色预警取1.2～1.5、红色预警取1.5～2；

②雷雨大风：黄色预警取1～1.2、橙色预警取1.2～1.5、红色预警取1.5～2；

③森林火险：橙色预警取1～1.2，红色预警取1～1.5；

④高温：橙色预警取1.1，红色预警取1.2；

⑤大雾：橙色预警取1.1，红色预警取1.2；

⑥结冰：视天气情况和线路覆冰情况取值；

人为影响因子τ

考虑到调度人员的疲劳程度会对操作产生影响，人为影响因子主要由调度人员已执行的操作密度和人体生物钟偏离程度有关，其计算公式如下：

τ=τ₁τ₂

其中，τ1为人体生物钟偏离系数，主要反映调度人员工作时间与人体正常生物钟的偏离程度；其取值可以根据图3得到，τ2为调度人员已进行操作的密度，根据从***指令中统计出调度人员在指令下达前30min内已经下达的指令数目计算，公式如下：

${\mathrm{\τ}}_2=e^{\frac{x_t}{30}}$

其中，xt为从***指令中统计出的调度人员在指令下达前30min内已经下达的调度指令数目。

设备的运行状态ξ

反应操作执行前设备的运行状态对操作产生的影响，其计算公式如下：

ξ=e^ΔV

其中，ΔV为设备过电压程度，计算公式如下：

$\mathrm{\ΔV}=\left\{\begin{array}{cc}0& V_x\≤V_N\\ \frac{V_x-V_N}{V_N}& V_x>V_N\end{array}\right.$

其中，VN为设备额定电压，Vx为设备当前工作电压。

S4步骤具体为：

根据如下公式获取对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的概率；

P_f=λτξ·P_f0

P_s=1.0-P_f

其中，P_s和P_f分别为对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_f0为历史统计电网操作失败概率；λ、τ、ξ分别代表天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态三种实时影响因子。

在其中一个实施方式中，S5步骤具体为：

根据如下公式获取目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

P_f，j=P_f，j0;P_s，j=λP_s，j0

其中，P_f,j和P_f，j0分别为目的设备在操作失败时发生故障的实时概率和目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率；P_s，j和P_f，j0分别为目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率;λ代表天气影响因子。

在电网风险评价指标中，一般包括以下三种指标：电压越界风险指标、支路过载风险指标以及负荷削减风险指标。

在其中一个实施方式中，S6步骤具体为：

根据在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值，获得对目的设备进行当前操作时的电压越界后果量化值；

根据在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的支路过载数以及各过载支路的实际输送功率，获得对目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值；

根据故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量获得对目的设备进行当前操作时的负荷削减后果量化值；

根据如下公式获取电压越界风险指标；

$R_U=P_s[\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)$

根据如下公式获取支路过载风险指标；

$R_O=P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+P_s[\underset{i=1}{\overset{z}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)]$

根据如下公式获取负荷削减风险指标；

$R_L=P_s[{\mathrm{\α}}_0{L}_0+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j$

其中，P_s和P_f分别为对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_s，j和P_f，j分别为目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和目的设备在操作失败时发生故障的实时概率；k和n分别为对目的设备进行当前操作的风险状态信息、目的设备在操作失败时的历史统计状态信息的数目；

L_j为故障j发生后负荷的削减量；α_j为负荷L_j的重要性系数；L₀为当前操作成功时的负荷削减量；α₀为负荷L₀的重要性系数；

q、z和x分别为目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下支路过载数目；S_i为过载支路i的实际输送功率，S_r，i为支路i的功率输送极限值，K(S_i)为对目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值，当S_i大于S_r，i时，K(S_i)取值为1；当S_i小于或者等于S_r，i时，K(S_i)取值为0；

h、m和t分别为目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数；U_i为节点i电压实际幅值；g(U_i)为节点i电压越限后果量化值；

其中，根据图2，g(U_i)根据U_i、U_1i、U_ui的关系来确定，U_1i、U_ui分别为节点i可以接受的电压下限和上限值。

在电网操作风险指标中，电压越界风险指标、支路过载风险指标以及负荷削减风险指标这三个指标都需满足一定的条件，为便于针对这三种指标的不同状况，需分别作出判断机构，则步骤S7具体为：

当电压越界风险指标大于或者等于第一预定的数值时，发出报警；当支路过载风险指标大于或者等于第二预定的数值时，发出报警；当负荷削减风险指标大于或者等于第三预定的数值时，发出报警。

上述三种报警一般而言会根据类别，发出不同的报警，以便提醒相关操作人员做好应对措施。

为更好的理解本发明，下面以一具体实施例进行说明；参考图4，为IEEERTS测试***单电图；

根据图4所示，假设由于某些原因线路Bus15-Bus24需由运行转冷备用操作，假设操作执行时天气状况为良好，夜班18:00执行，在该操作执行前本调度员在最近30分钟内已发出3条调度指令。设定：电压越限风险指标的报警门限为4；潮流越限风险指标的报警门限为2；负荷削减风险指标的报警门限为0.2；需说明的是，进行不同步骤的操作时，同一指标的报警门限可以不一样，为方便说明，在此针对同一指标的门限值都设定为一样。

接收对目的设备进行的操作指令，各指令如表2所示。应用本发明对该操作进行操作风险检测，可得到该操作每个步骤的风险指标，如表3；

表2，该操作具体步骤(单相令)

表3，操作中各步操作的风险指标

如表3可知，当进行第一步、第二步、第四步以及第六步时，由于电压越限风险指标都大于报警门限值4，因此会发出报警；提醒调度员在执行操作时应提前制定电压预控措施。

当进行第一步、第二步、第四步以及第六步时，由于支流过载风险指标都大于报警门限值2，因此会发出报警；提醒调度员在执行操作时应提前制定支流过载预控措施。

当进行第一步、第四步时，由于负荷削减风险指标都大于报警门限值0.2，因此会发出报警；提醒调度员在执行操作时应提前制定负荷削减预控措施。

本发明还提出一种电网调度操作的风险检测装置，其结构示意图参考图5，包括：

风险状态确定单元，用于接收对目的设备进行的当前操作指令，确定对目的设备进行当前操作的风险状态信息；

第一计算单元，用于根据风险状态信息进行潮流计算，获取目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率；

第二计算单元，用于根据风险状态信息进行拓扑计算，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；

第一获取单元，用于根据实时影响因子和统计的对目的设备进行当前操作的失败概率，获得对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；

第二获取单元，用于根据目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率、目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率以及实时影响因子，获得目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

第三获取单元，用于根据电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值、故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量、支路过载数以及各过载支路的实际输送功率、目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率、当前操作成功的实时概率和当前操作失败的实时概率，获取对目的设备进行当前操作的风险指标；

报警单元，用于当风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。

本发明从调度操作成功和失败两个方向出发，预先检测对目的设备进行当前操作可能造成的电网安全影响，接收对目的设备的当前操作指令，确定可能造成的风险状态信息；根据进行实际调度操作时的实时影响因子和历史统计的对目的设备进行当前操作成功和失败的概率，确定本次操作成功和失败的实时概率；根据历史统计的对目的设备进行当前操作成功和失败后发生故障的概率，确定本次操作成功和失败后发生故障的概率；对风险状态信息进行拓扑计算和潮流计算，获得对应结果；根据本次操作成功和失败的实时概率、本次操作成功和失败后发生故障的概率、拓扑计算结果、潮流计算结果，获取本次操作的风险指标；当风险指标大于或者等于门限值时，发出报警；从而预先检测出执行电网调度操作可能引起的电网的安全状况；保证电力***的安全运行。

其中，风险状态信息包括：对目的设备进行当前操作的风险状态信息、目的设备的操作成功发展状态信息以及目的设备在操作失败时的历史统计状态信息；

风险状态确定单元接收对目的设备进行的当前操作，当目的设备在预定的潮流控制断面内时，逐一退出在预定潮流控制断面中的控制断面设备，获得目的设备的操作成功发展状态信息；其中，控制断面设备为除目的设备外的预定潮流控制断面中的控制断面设备；

对目的设备进行模拟操作，获得目的设备的操作成功状态信息；根据历史统计数据获取目的设备在操作失败时的历史统计状态信息。

在其中一个实施方式中，实时影响因子包括：天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态；

第一获取单元根据如下公式获取对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的概率；

P_f=λτξ·P_f0

P_s=1.0-P_f

其中，P_s和P_f分别为对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_f0为历史统计电网操作失败概率；λ、τ、ξ分别代表天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态三种实时影响因子。

在其中一个实施方式中，第二获取单元根据如下公式获取目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

P_f，j=P_f，j0;P_s，j＝λP_s，j0。

其中，P_f，j和P_f，j0分别为目的设备在操作失败时发生故障的实时概率和目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率；P_s，j和P_f,j0分别为目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率;λ代表天气影响因子。

在其中一个实施方式中，风险指标包括：电压越界风险指标、支路过载风险指标以及负荷削减风险指标；

第三获取单元根据在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值，获得对目的设备进行当前操作时的电压越界后果量化值；

根据在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的支路过载数以及各过载支路的实际输送功率，获得对目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值；

根据故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量获得对目的设备进行当前操作时的负荷削减后果量化值；

根据如下公式获取电压越界风险指标；

$R_U=P_s[\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)$

根据如下公式获取支路过载风险指标；

$R_O=P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+P_s[\underset{i=1}{\overset{z}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)]$

根据如下公式获取负荷削减风险指标；

$R_L=P_s[{\mathrm{\α}}_0{L}_0+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j$

其中，P_s和P_f分别为对目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_s，j和P_f，j分别为目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和目的设备在操作失败时发生故障的实时概率；k和n分别为对目的设备进行当前操作的风险状态信息、目的设备在操作失败时的历史统计状态信息的数目；

L_j为故障j发生后负荷的削减量；α_j为负荷L_j的重要性系数；L₀为当前操作成功时的负荷削减量；α₀为负荷L₀的重要性系数；

q、z和x分别为目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下支路过载数目；S_i为过载支路i的实际输送功率，S_r，i为支路i的功率输送极限值，K(S_i)为对目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值，当S_i大于S_r，i时，K(S_i)取值为1；当S_i小于或者等于S_r，i时，K(S_i)取值为0；

h、m和t分别为目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数；U_i为节点i电压实际幅值；g(U_i)为节点i电压越限后果量化值；

报警单元在电压越界风险指标大于或者等于第一预定的数值时，发出报警；在支路过载风险指标大于或者等于第二预定的数值时，发出报警；在负荷削减风险指标大于或者等于第三预定的数值时，发出报警。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电网调度操作的风险检测方法，其特征在于，包括步骤：

S1、接收对目的设备进行的当前操作指令，确定对所述目的设备进行所述当前操作的风险状态信息；

S2、根据所述风险状态信息进行潮流计算，获取所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率；

S3、根据所述风险状态信息进行拓扑计算，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；

S4、根据实时影响因子和统计的对所述目的设备进行当前操作的失败概率，获得对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；

S5、根据目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率、目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率以及所述实时影响因子，获得所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

S6、根据所述电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值、所述故障发生后负荷的削减量、所述当前操作成功时的负荷削减量、所述支路过载数以及各过载支路的实际输送功率、所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率、所述当前操作成功的实时概率和当前操作失败的实时概率，获取对所述目的设备进行当前操作的风险指标；

S7、当所述风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。

2.根据权利要求1所述的电网调度操作的风险检测方法，其特征在于，所述风险状态信息包括：对所述目的设备进行所述当前操作的风险状态信息、所述目的设备的操作成功发展状态信息以及目的设备在操作失败时的历史统计状态信息；

所述S1步骤具体为：

当目的设备在预定的潮流控制断面内时，逐一退出在所述预定潮流控制断面中的控制断面设备，获得所述目的设备的操作成功发展状态信息；其中，所述控制断面设备为除所述目的设备外的所述预定潮流控制断面中的控制断面设备；

对所述目的设备进行模拟操作，获得所述目的设备的操作成功状态信息；根据历史统计数据获取所述目的设备在操作失败时的历史统计状态信息。

3.根据权利要求2所述的电网调度操作的风险检测方法，其特征在于，所述实时影响因子包括：天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态；

所述S4步骤具体为：

根据如下公式获取对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的概率；

P_f=λτξ·P_f0

P_s=1.0-P_f

其中，P_s和P_f分别为对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_f0为历史统计电网操作失败概率；λ、τ、ξ分别代表天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态三种实时影响因子。

4.根据权利要求3所述的电网调度操作的风险检测方法，其特征在于，所述S5步骤具体为：

根据如下公式获取所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

P_f,j=P_f,j0;P_s，?=λP_s,j0

其中，P_f,j和P_f,j0分别为所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率和目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率；p_s,j和P_f,j0分别为所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率;λ代表天气影响因子。

5.根据权利要求4所述的电网调度操作的风险检测方法，其特征在于，所述风险指标包括：电压越界风险指标、支路过载风险指标以及负荷削减风险指标；

所述S6步骤具体为：

根据所述在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值，获得对所述目的设备进行当前操作时的电压越界后果量化值；

根据所述在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的支路过载数以及各过载支路的实际输送功率，获得对所述目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值；

根据所述故障发生后负荷的削减量、所述当前操作成功时的负荷削减量获得对所述目的设备进行当前操作时的负荷削减后果量化值；

根据如下公式获取所述电压越界风险指标；

$R_U=P_s[\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)$

根据如下公式获取所述支路过载风险指标；

$R_O=P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+P_s[\underset{i=1}{\overset{z}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)]$

根据如下公式获取负荷削减风险指标；

$R_L=P_s[{\mathrm{\α}}_0{L}_0+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j$

其中，P_s和P_f分别为对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_s,j和P_f,j分别为所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率；k和n分别为所述对目的设备进行所述当前操作的风险状态信息、所述目的设备在操作失败时的历史统计状态信息的数目；

L_j为故障j发生后负荷的削减量；α_j为负荷L_j的重要性系数；L₀为所述当前操作成功时的负荷削减量；α₀为负荷L₀的重要性系数；

q、z和x分别为所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下支路过载数目；S_i为过载支路i的实际输送功率，S_r,i为支路i的功率输送极限值，K(S_i)为对所述目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值，当S_i大于S_r,i时，K(S_i)取值为1；当S_i小于或者等于S_r,i时，K(S_i)取值为0；

h、m和t分别为所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数；U_i为节点i电压实际幅值；g(U_i)为节点i电压越限后果量化值；

所述步骤S7具体为：

当所述电压越界风险指标大于或者等于第一预定的数值时，发出报警；当所述支路过载风险指标大于或者等于第二预定的数值时，发出报警；当所述负荷削减风险指标大于或者等于第三预定的数值时，发出报警。

6.一种电网调度操作的风险检测装置，其特征在于，包括：

风险状态确定单元，用于接收对目的设备进行的当前操作指令，确定对所述目的设备进行所述当前操作的风险状态信息；

第一计算单元，用于根据所述风险状态信息进行潮流计算，获取所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数、支路过载数、各电压越界节点的电压实际幅值以及各过载支路的实际输送功率；

第二计算单元，用于根据所述风险状态信息进行拓扑计算，获取故障发生后负荷的削减量、当前操作成功时的负荷削减量；

第一获取单元，用于根据实时影响因子和统计的对所述目的设备进行当前操作的失败概率，获得对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；

第二获取单元，用于根据目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率、目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率以及所述实时影响因子，获得所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

第三获取单元，用于根据所述电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值、所述故障发生后负荷的削减量、所述当前操作成功时的负荷削减量、所述支路过载数以及各过载支路的实际输送功率、所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率、所述当前操作成功的实时概率和当前操作失败的实时概率，获取对所述目的设备进行当前操作的风险指标；

报警单元，用于当所述风险指标大于或者等于预定的数值时，发出报警。

7.根据权利要求6所述的电网调度操作的风险检测装置，其特征在于，所述风险状态信息包括：对所述目的设备进行所述当前操作的风险状态信息、所述目的设备的操作成功发展状态信息以及目的设备在操作失败时的历史统计状态信息；

所述风险状态确定单元接收对目的设备进行的当前操作，当目的设备在预定的潮流控制断面内时，逐一退出在所述预定潮流控制断面中的控制断面设备，获得所述目的设备的操作成功发展状态信息；其中，所述控制断面设备为除所述目的设备外的所述预定潮流控制断面中的控制断面设备；

对所述目的设备进行模拟操作，获得所述目的设备的操作成功状态信息；根据历史统计数据获取所述目的设备在操作失败时的历史统计状态信息。

8.根据权利要求7所述的电网调度操作的风险检测装置，其特征在于，所述实时影响因子包括：天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态；

所述第一获取单元根据如下公式获取对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的概率；

P_f=λτξ·P_f0

P_s=1.0-P_f

其中，P_s和P_f分别为对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_f0为历史统计电网操作失败概率；λ、τ、ξ分别代表天气影响因子、人为影响因子以及设备的运行状态三种实时影响因子。

9.根据权利要求8所述的电网调度操作的风险检测装置，其特征在于，所述第二获取单元根据如下公式获取所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率、所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率；

P_f,j=P_f,j0;P_s,j=λP_s,j0

其中，P_f,j和P_f,j0分别为所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率和目的设备在操作失败时发生故障的历史统计概率；P_s,j和P_f,j0分别为所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和目的设备在操作成功时发生故障的历史统计概率;λ代表天气影响因子。

10.根据权利要求9所述的电网调度操作的风险检测装置，其特征在于，所述风险指标包括：电压越界风险指标、支路过载风险指标以及负荷削减风险指标；

所述第三获取单元根据所述在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的电压越界的节点数和各电压越界节点的电压实际幅值，获得对所述目的设备进行当前操作时的电压越界后果量化值；

根据所述在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下的支路过载数以及各过载支路的实际输送功率，获得对所述目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值；

根据所述故障发生后负荷的削减量、所述当前操作成功时的负荷削减量获得对所述目的设备进行当前操作时的负荷削减后果量化值；

根据如下公式获取所述电压越界风险指标；

$R_U=P_s[\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}g\left(U_i\right)$

根据如下公式获取所述支路过载风险指标；

$R_O=P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}\underset{i=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+P_s[\underset{i=1}{\overset{z}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}\underset{i=1}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}K\left(S_i\right)\left(\frac{S_i-S_{r,i}}{S_{r,i}}\right)]$

根据如下公式获取负荷削减风险指标；

$R_L=P_s[{\mathrm{\α}}_0{L}_0+\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{s,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j]+P_f\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{f,j}{\mathrm{\α}}_j{L}_j$

其中，P_s和P_f分别为对所述目的设备进行当前操作成功的实时概率和失败的实时概率；P_s,j和P_f,j分别为所述目的设备在操作成功时发生故障的实时概率和所述目的设备在操作失败时发生故障的实时概率；k和n分别为所述对目的设备进行所述当前操作的风险状态信息、所述目的设备在操作失败时的历史统计状态信息的数目；

L_j为故障j发生后负荷的削减量；α_j为负荷L_j的重要性系数；L₀为所述当前操作成功时的负荷削减量；α₀为负荷L₀的重要性系数；

q、z和x分别为所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下支路过载数目；S_i为过载支路i的实际输送功率，S_r,i为支路i的功率输送极限值，K(S_i)为对所述目的作设备进行当前操作时的支路过载后果量化值，当S_i大于S_r,i时，K(S_i)取值为1；当S_i小于或者等于S_r,i时，K(S_i)取值为0；

h、m和t分别为所述目的设备在操作失败状态、操作成功状态以及操作成功发展状态下电压越界的节点数；U_i为节点i电压实际幅值；g(U_i)为节点i电压越限后果量化值；

所述报警单元在所述电压越界风险指标大于或者等于第一预定的数值时，发出报警；在所述支路过载风险指标大于或者等于第二预定的数值时，发出报警；在所述负荷削减风险指标大于或者等于第三预定的数值时，发出报警。

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