CN108596450B - 电网风险预警方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电网风险预警方法和***，属于电网技术领域，获取电网中各种设备的特征参数，利用电网风险分析***对各电网设备的特征参数进行处理和分析，获取电网在风险场景下的风险值，该风险值可以体现电网设备在实际中可能带来的运行风险的程度，而且特征参数包括电网设备的运行参数和结构参数，在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合了电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
Description
技术领域
本发明涉及电网技术领域，特别是涉及一种电网风险预警方法和***。
背景技术
在电网领域，输变电设备运行风险是设备故障可能性以及故障引起后果的综合度量，而设备故障后果除需计及设备直接损失外，更重要的是需考虑设备故障对电网安全运行及供电可靠性所带来的危害，即需要从电网的层面分析设备运行风险。
此外，城市电网规模庞大，输变电设备数量众多，在电网中一般针对单独的设备进行运行风险分析，难以全面反映电网的整体风险状态，也不利于降低电网整体运行风险。
发明内容
基于此，有必要针对传统的电网技术难以全面反映电网的整体风险状态，不利于降低电网整体运行风险的问题，提供一种电网风险预警方法和***。
一种电网风险预警方法，包括以下步骤：
获取各电网设备的特征参数，其中，特征参数包括各电网设备的运行参数和结构参数；
将特征参数输入至电网风险分析***，电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层；
通过数据处理层对特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据风险值在预警展示层发布电网风险预警信息。
根据上述的电网风险预警方法，其是获取电网中各种设备的特征参数，利用电网风险分析***对各电网设备的特征参数进行处理和分析，获取电网在风险场景下的风险值，该风险值可以体现电网设备在实际中可能带来的运行风险的程度，而且特征参数包括电网设备的运行参数和结构参数，在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合了电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
在其中一个实施例中，提取用于风险分析的信息的步骤包括以下步骤：
提取各电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据。
在其中一个实施例中，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值的步骤包括以下步骤：
根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值，综合各电网子风险值，获取电网在风险场景下的风险值，其中，风险指标包括电网安全裕度风险指标、电网结构完整性破坏风险指标、电网设备直接损失风险指标和电网负荷损失风险指标。
在其中一个实施例中，在根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值的步骤之前，还包括以下步骤：
获取单重的独立支路停运风险场景，根据拓扑结构分析模型、潮流分析模型和负荷削减模型对单重的独立支路停运风险场景进行分析，判断各电网设备在单重的独立支路停运风险场景下是否存在结构性负荷损失或功能性负荷损失，若是，则将单重的独立支路停运风险场景作为获取电网子风险值的风险场景。
在其中一个实施例中，电网风险预警方法还包括以下步骤：
获取电网厂站内各母线段之间开关的状态，采用节点簇生长算法分析各母线段之间开关的状态，获取各母线段的连通性数据，根据各母线段的连通性数据确定母线节点；
获取电网各线路、变压器支路之间的连通状态，采用节点簇生长算法分析电网各线路、变压器支路之间的连通状态，获取各母线节点间的连通性数据，根据各母线节点间的连通性数据确定电气岛；
根据电气岛构建拓扑结构分析模型。
在其中一个实施例中，电网风险预警方法还包括以下步骤：
在发生故障时，根据电网保护装置的配置状况判断电网保护装置引起的断路器的动作；在隔离故障时，根据电网保护装置相应的断路器的动作以及电网备自投的配置状况判断电网备自投引起的断路器的动作；
根据电网保护装置引起的断路器的动作和电网备自投引起的断路器的动作对电网进行拓扑分析，确定故障产生的电气岛，根据故障产生的电气岛对拓扑结构分析模型进行调整。
在其中一个实施例中，电网风险预警方法还包括以下步骤：
获取电网切负荷顺序和切负荷范围，根据电网切负荷顺序和切负荷范围计算电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量；
根据电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量构建负荷削减模型。
一种电网风险预警***，包括：
数据获取单元，用于获取各电网设备的特征参数，其中，特征参数包括各电网设备的运行参数和结构参数；
数据传输单元，用于将特征参数输入至电网风险分析***，电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层；
数据分析单元，用于通过数据处理层对特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据风险值在预警展示层发布电网风险预警信息。
根据上述的电网风险预警***，数据获取单元用于获取电网中各种设备的特征参数，数据传输单元用于将特征参数输入至电网风险分析***，数据分析单元利用电网风险分析***对各电网设备的特征参数进行处理和分析，获取电网在风险场景下的风险值，该风险值可以体现电网设备在实际中可能带来的运行风险的程度，而且特征参数包括电网设备的运行参数和结构参数，在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合了电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
在其中一个实施例中，数据分析单元提取各电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据。
在其中一个实施例中，数据分析单元根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值，综合各电网子风险值，获取电网在风险场景下的风险值，其中，风险指标包括电网安全裕度风险指标、电网结构完整性破坏风险指标、电网设备直接损失风险指标和电网负荷损失风险指标。
在其中一个实施例中，电网风险预警***还包括场景筛选单元，用于获取单重的独立支路停运风险场景，根据拓扑结构分析模型、潮流分析模型和负荷削减模型对单重的独立支路停运风险场景进行分析，判断各电网设备在单重的独立支路停运风险场景下是否存在结构性负荷损失或功能性负荷损失，若是，则将单重的独立支路停运风险场景作为获取电网子风险值的风险场景。
在其中一个实施例中，电网风险预警***还包括拓扑分析单元，用于获取电网厂站内各母线段之间开关的状态，采用节点簇生长算法分析各母线段之间开关的状态，获取各母线段的连通性数据，根据各母线段的连通性数据确定母线节点；获取电网各线路、变压器支路之间的连通状态，采用节点簇生长算法分析电网各线路、变压器支路之间的连通状态，获取各母线节点间的连通性数据，根据各母线节点间的连通性数据确定电气岛；根据电气岛构建拓扑结构分析模型。
在其中一个实施例中，电网风险预警***还包括事故推演单元，用于在发生故障时，根据电网保护装置的配置状况判断电网保护装置引起的断路器的动作；在隔离故障时，根据电网保护装置相应的断路器的动作以及电网备自投的配置状况判断电网备自投引起的断路器的动作；根据电网保护装置引起的断路器的动作和电网备自投引起的断路器的动作对电网进行拓扑分析，确定故障产生的电气岛，根据故障产生的电气岛对拓扑结构分析模型进行调整。
在其中一个实施例中，电网风险预警***还包括负荷分析单元，用于获取电网切负荷顺序和切负荷范围，根据电网切负荷顺序和切负荷范围计算电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量；根据电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量构建负荷削减模型。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述的电网风险预警方法的步骤。
一种预警设备，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可执行程序，处理器执行程序时实现上述的电网风险预警方法的步骤。
根据上述电网风险预警方法，还提供一种可读存储介质和预警设备，用于通过程序实现上述电网风险预警方法。上述可读存储介质和预警设备能够在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
附图说明
图1为一个实施例的电网风险预警方法的应用场景图；
图2为一个实施例的电网风险预警方法的流程示意图；
图3为一个实施例的电网风险预警***的结构示意图；
图4为另一个实施例的电网风险预警***的结构示意图；
图5为又一个实施例的电网风险预警***的结构示意图；
图6为再一个实施例的电网风险预警***的结构示意图；
图7为其中一个实施例的电网风险预警***的结构示意图；
图8为一个实施例的电网风险预警方法在实际应用中的工作原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
本申请提供的电网风险预警方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，电网设备与服务器进行信息传输，服务器获取各电网设备的特征参数，将特征参数输入至电网风险分析***，通过数据处理层对特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据风险值在预警展示层发布电网风险预警信息。其中，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
参见图2所示，为一个实施例的电网风险预警方法的流程示意图，该实施例中的电网风险预警方法，包括以下步骤：
步骤S110：获取各电网设备的特征参数，其中，特征参数包括各电网设备的运行参数和结构参数；
在本步骤中，特征参数主要包括各电网设备的运行参数和结构参数，运行参数是电网设备在运行时的相关参数，结构参数是针对电网设备自身结构特点的相关参数，各电网设备包括但不限于电网中的变压器、断路器、保护装置、备自投装置等；
步骤S120：将特征参数输入至电网风险分析***，电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层；
在本步骤中，电网风险分析***主要用于对特征参数进行分析，电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层，各个功能层相互协作完成特征参数的分析过程；
步骤S130：通过数据处理层对特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据风险值在预警展示层发布电网风险预警信息；
在本实施例中，获取电网中各种设备的特征参数，利用电网风险分析***对各电网设备的特征参数进行处理和分析，获取电网在风险场景下的风险值，该风险值可以体现电网设备在实际中可能带来的运行风险的程度，而且特征参数包括电网设备的运行参数和结构参数，在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合了电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
可选的，各电网设备的特征参数可以利用电网的大数据平台提供的多维数据和计算工具来计算获取。
进一步的，在获取各电网设备的特征参数的步骤之前，构建电网风险分析***，在电网风险分析***中预先设置用于风险分析的模型。
需要说明的是，特征参数是从电网设备中获取的基础数据，数据处理层按照规定的格式和规范对其进行转换，并从中提取风险分析所需要的各类信息。
进一步的，在进行预警展示层发布电网风险预警信息时，可以将风险分为9个不同的等级，根据风险值确定风险等级后，对相应风险等级的风险预警信息进行发布和推送。
在一个实施例中，提取用于风险分析的信息的步骤包括以下步骤：
提取各电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据。
在本实施例中，在对电网设备的特征参数进行预处理后，可以从该特征数据中提取适用于风险分析的各种信息，包括各电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据，上述信息与电网设备产生的风险密切相关，利用提取的上述信息可以有效地对电网风险进行合理的分析和判断。
在一个实施例中，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值的步骤包括以下步骤：
根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值，综合各电网子风险值，获取电网在风险场景下的风险值，其中，风险指标包括电网安全裕度风险指标、电网结构完整性破坏风险指标、电网设备直接损失风险指标和电网负荷损失风险指标。
在本实施例中，风险分析层对提取的信息进行深入分析，得到在风险场景下各种风险指标的电网子风险值，风险场景是电网设备所处的具体环境，电网子风险值是针对于在风险场景下某一风险指标的数值化风险特征，风险指标包括电网安全裕度风险指标、电网结构完整性破坏风险指标、电网设备直接损失风险指标和电网负荷损失风险指标，得到不同指标下的子风险值，并将其进行综合，得到的在风险场景下的风险值可以较为全面地体现电网在风险场景下的风险程度，提高对电网风险判断的准确性。
进一步的，电网在实际运行中会出现多种不同的风险场景，可以获取在多个不同风险场景下的风险值，并对其进行综合处理，得到电网整体运行的综合风险值。
具体的，在风险分析层中可以设置一停运概率模型，用于计算在各种不同风险场景下出现电网故障停运的概率，根据概率对多个不同风险场景下的风险值进行加权计算，从而获取电网整体运行的综合风险值。
在一个实施例中，在根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值的步骤之前，还包括以下步骤：
获取单重的独立支路停运风险场景，根据拓扑结构分析模型、潮流分析模型和负荷削减模型对单重的独立支路停运风险场景进行分析，判断各电网设备在单重的独立支路停运风险场景下是否存在结构性负荷损失或功能性负荷损失，若是，则将单重的独立支路停运风险场景作为获取电网子风险值的风险场景。
在本实施例中，单重的独立支路停运对负荷损失可能有较大的影响，因此可以根据拓扑结构分析模型、潮流分析模型和负荷削减模型对单重的独立支路停运风险场景进行分析，判断各电网设备在单重的独立支路停运风险场景下是否存在结构性负荷损失或功能性负荷损失，若存在负荷损失，表明该单重的独立支路停运风险场景是高风险场景，有必要在该风险场景下计算电网子风险值，并得到电网的风险值；拓扑结构分析模型主要用于分析电网的拓扑结构，潮流分析模型主要用于电网的潮流计算，负荷削减模型主要用于分析电网结构中的负荷削减状况，将拓扑结构、潮流计算结果、负荷削减相结合可以有效判断结构性负荷损失或功能性负荷损失，进而快速筛选出需要分析的高风险场景。
需要说明的是，单重的独立支路停运风险场景数量有限，可以将支路相关停运风险场景也作为获取电网子风险值的风险场景，对于支路相关停运，如同塔多回线路等支路共因停运以及母线故障等支路组停运，由于其通常导致多条支路停运而产生严重后果，因此可以将其直接作为需要分析的高风险场景。
在一个实施例中，电网风险预警方法还包括以下步骤：
获取电网厂站内各母线段之间开关的状态，采用节点簇生长算法分析各母线段之间开关的状态，获取各母线段的连通性数据，根据各母线段的连通性数据确定母线节点；
获取电网各线路、变压器支路之间的连通状态，采用节点簇生长算法分析电网各线路、变压器支路之间的连通状态，获取各母线节点间的连通性数据，根据各母线节点间的连通性数据确定电气岛；
根据电气岛构建拓扑结构分析模型。
在本实施例中，由于电网的拓扑结构分析对风险场景的筛选十分重要，因此可以在风险分析层中预先构建拓扑结构分析模型，以便在实际应用时可以快速进行相应场景的拓扑结构分析；在构建拓扑结构分析模型时，先采用节点簇生长算法分析电网厂站内各母线段之间开关的状态，获取各母线段的连通性数据，根据各母线段的连通性数据确定母线节点；再采用节点簇生长算法分析电网各线路、变压器支路之间的连通状态，获取各母线节点间的连通性数据，根据各母线节点间的连通性数据确定电气岛，利用电气岛的结构特征构建的拓扑结构分析模型可以对电网进行准确的拓扑结构分析，而且节点簇生长算法属于基于连通传递性的矩阵法，可以有效提高分析效率。
在一个实施例中，电网风险预警方法还包括以下步骤：
在发生故障时，根据电网保护装置的配置状况判断电网保护装置引起的断路器的动作；在隔离故障时，根据电网保护装置相应的断路器的动作以及电网备自投的配置状况判断电网备自投引起的断路器的动作；
根据电网保护装置引起的断路器的动作和电网备自投引起的断路器的动作对电网进行拓扑分析，确定故障产生的电气岛，根据故障产生的电气岛对拓扑结构分析模型进行调整。
在本实施例中，在发生故障时，电网中的保护装置会引发断路器动作；在隔离故障时，电网备自投设备也会引起断路器动作，断路器的动作会改变电网的连接关系，产生与故障对应的电气岛，进而改变电网的拓扑结构，因此，可以通过故障的发展演变过程确定故障产生的电气岛，对拓扑结构分析模型进行调整，使拓扑结构分析模型更加准确。
在一个实施例中，电网风险预警方法还包括以下步骤：
获取电网切负荷顺序和切负荷范围，根据电网切负荷顺序和切负荷范围计算电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量；
根据电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量构建负荷削减模型。
在本实施例中，负荷损失是电网风险分析中作为衡量风险程度的重要因素，根据电网切负荷顺序和切负荷范围等电网运行动作，可以计算电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量，以此为样本构建的负荷削减模型可以在节点层面进行灵敏度较高的负荷削减分析，提高风险分析的精度。
根据上述电网风险预警方法，本发明实施例还提供一种电网风险预警***，以下就电网风险预警***的实施例进行详细说明。
参见图3所示，为一个实施例的电网风险预警***的结构示意图。该实施例中的电网风险预警***包括：
数据获取单元210，用于获取各电网设备的特征参数，其中，特征参数包括各电网设备的运行参数和结构参数；
数据传输单元220，用于将特征参数输入至电网风险分析***，电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层；
数据分析单元230，用于通过数据处理层对特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据风险值在预警展示层发布电网风险预警信息。
在本实施例中，数据获取单元210用于获取电网中各种设备的特征参数，数据传输单元220用于将特征参数输入至电网风险分析***，数据分析单元230利用电网风险分析***对各电网设备的特征参数进行处理和分析，获取电网在风险场景下的风险值，该风险值可以体现电网设备在实际中可能带来的运行风险的程度，而且特征参数包括电网设备的运行参数和结构参数，在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合了电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
在一个实施例中，数据分析单元230提取各电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据。
在一个实施例中，数据分析单元230根据风险分析层和用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值，综合各电网子风险值，获取电网在风险场景下的风险值，其中，风险指标包括电网安全裕度风险指标、电网结构完整性破坏风险指标、电网设备直接损失风险指标和电网负荷损失风险指标。
在一个实施例中，如图4所示，电网风险预警***还包括场景筛选单元240，用于获取单重的独立支路停运风险场景，根据拓扑结构分析模型、潮流分析模型和负荷削减模型对单重的独立支路停运风险场景进行分析，判断各电网设备在单重的独立支路停运风险场景下是否存在结构性负荷损失或功能性负荷损失，若是，则将单重的独立支路停运风险场景作为获取电网子风险值的风险场景。
在一个实施例中，如图5所示，电网风险预警***还包括拓扑分析单元250，用于获取电网厂站内各母线段之间开关的状态，采用节点簇生长算法分析各母线段之间开关的状态，获取各母线段的连通性数据，根据各母线段的连通性数据确定母线节点；获取电网各线路、变压器支路之间的连通状态，采用节点簇生长算法分析电网各线路、变压器支路之间的连通状态，获取各母线节点间的连通性数据，根据各母线节点间的连通性数据确定电气岛；根据电气岛构建拓扑结构分析模型。
在一个实施例中，如图6所示，电网风险预警***还包括事故推演单元260，用于在发生故障时，根据电网保护装置的配置状况判断电网保护装置引起的断路器的动作；在隔离故障时，根据电网保护装置相应的断路器的动作以及电网备自投的配置状况判断电网备自投引起的断路器的动作；根据电网保护装置引起的断路器的动作和电网备自投引起的断路器的动作对电网进行拓扑分析，确定故障产生的电气岛，根据故障产生的电气岛对拓扑结构分析模型进行调整。
在一个实施例中，如图7所示，电网风险预警***还包括负荷分析单元270，用于获取电网切负荷顺序和切负荷范围，根据电网切负荷顺序和切负荷范围计算电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量；根据电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量构建负荷削减模型。
本发明实施例的电网风险预警***与本发明实施例的电网风险预警方法相对应，在上述电网风险预警方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电网风险预警***的实施例中。
根据上述电网风险预警方法，本发明实施例还提供一种可读存储介质和一种预警设备。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述的电网风险预警方法的步骤。
上述可读存储介质，通过其存储的可执行程序，实现了在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
一种预警设备，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可执行程序，处理器执行程序时实现上述的电网风险预警方法的步骤。
上述预警设备，通过处理器上运行的可执行程序，实现了在获取电网在风险场景下的风险值时有效结合电网设备在运行和结构上的特点，全面反映电网的整体风险状态，使最终的风险预警信息更加准确，风险预警信息可以便于电网工作人员及时掌握电网的整体运行风险状况，为电网的校正控制和检修预防提供指导和依据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例定位方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一非易失性的可读取存储介质中，如实施例中，该程序可存储于预警设备的存储介质中，并被该预警设备中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述电网风险预警方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
在一个实施例中，电网风险预警方法可以应用在城市电网的运行控制场景中。
城市电网结构复杂，设备众多，运行方式多变，为实现对电网运行风险的快速准确辨识，风险预警时需要有效结合城市电网的运行和结构上的特点并充分利用电网的大数据平台提供的多维数据和计算工具。基于以上考虑，构建由数据处理层、风险分析层和预警展示层构成的风险预警***，涵盖了从风险分析数据来源到风险分析结果输出的全部过程。
如图8所示，数据处理层将电网设备的基本数据等按规定格式和规范进行转换，提取风险分析所需的各类信息，如各电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据等信息，为后续分析提供数据支持；风险分析层为风险分析与计算的模块集合，包括风险分析的停运概率模型、事故推演模型、拓扑结构分析模型、潮流分析模型、负荷削减模型，利用上述模型进行风险指标计算，并对风险定级；预警展示层将风险分析结果可视化，发布和推送风险预警信息。
具体地，基于城市电网电压等级跨度大、开式与闭式电网共存、局部电网结构薄弱等特点，根据国家和企业相关政策规定中对各类电力事故(事件)的划分标准，确定电网运行风险分析指标体系的构建原则。然后从经济型和安全性的角度建立电网运行风险分析指标体系。指标体系中最高层为电网整体运行风险，下分电网安全裕度风险、电网结构完整性破坏风险、电网设备直接损失风险和电网负荷损失风险四个二级指标。
根据建立的电网运行安全风险指标体系，将电网风险指标值划分为三个层次。一是针对某一风险场景下某一分类风险指标的电网子风险值；二是针对所有风险场景下某一分类风险指标的电网整体风险值；三是针对所有风险场景下所有分类风险指标的电网综合风险值。
为了能更有针对性地分析电网存在的风险，在风险场景方面采用基于多时空尺度数据的高风险场景筛选方法。对于单重的独立支路停运风险场景，由于其场景数量有限，且相关导则及标准关注于负荷损失后果，因此可采用拓扑结构分析模型、潮流分析模型及负荷削减模型判断是否存在结构性负荷损失及功能性负荷损失，将存在负荷损失作为筛选标准；对于支路相关停运，如同塔多回线路等支路共因停运以及母线故障等支路组停运，由于其通常导致多条支路停运而产生严重后果，因此均纳入筛选结果。
拓扑结构分析模型中的电网拓扑分析包括厂站拓扑分析和***拓扑分析两部分。前者是根据同一厂站内各母线段之间开关的状态，得到各母线段的连通性，形成母线节点；后者是根据各线路、变压器支路的连通状态，得到各母线节点间的连通性，形成电气岛。对于网络的连通性分析，采用节点簇生长算法，该方法属于基于连通传递性的矩阵法，可以有效提高分析效率。
城市电网事故推演模型包括故障隔离和备自投动作两部分。当源发故障发生后，首先根据保护装置的配置情况来判断相关断路器的动作情况；然后根据保护装置在隔离源发故障时的相应开关的动作情况，结合备自投的配置情况，判断备自投的动作情况，即识别出备自投动作引起的相关断路器的动作情况；最后根据保护装置及备自投装置引起的断路器的动作情况，对电网进行拓扑分析，形成可能的电气岛，对拓扑结构分析模型进行修正和调整。
潮流计算是风险分析的基础，其计算的快速准确与否将直接影响电网运行风险分析的实时性及可靠性。潮流分析模型采用的潮流计算方法主要包括牛顿法、快速解耦法、最优乘子法，以及针对开式网络的前推回代法等，满足在线风险分析的时效性要求，提高潮流计算的效率。
负荷损失是风险分析中作为衡量风险后果的重要方面，通过计算不同节点以及同一节点不同负荷等级的负荷削减量，以分析停运检修和带病运行期间的间接损失。考虑电网正常运行的约束条件，结合实际切负荷顺序和切负荷范围，建立基于灵敏度分析的负荷削减模型。
将电网设备的风险分为电网总体风险、电网安全裕度风险、电网结构完整性破坏风险、电网设备直接损失风险和电网负荷损失风险进行分界面展示，并把风险预警信息分为9个等级。
本实施例中为了更好满足城市电网对风险辨识和管控的应用需求，通过高风险场景的风险分析，体现输变电设备可能带来的运行风险，为电网的校正控制和检修提供指导；对各高风险场景(设备风险)的风险指标进行融合，形成电网运行风险分析结果，并将风险预警分等级进行发布和推送，以便于运行人员及时掌握电网的整体运行风险情况，同时为电网的预防控制提供决策依据。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。所述的程序可以存储于可读取存储介质中。该程序在执行时，包括上述方法所述的步骤。所述的存储介质，包括：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
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 (9)
1.一种电网风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取各电网设备的特征参数，其中，所述特征参数包括各所述电网设备的运行参数和结构参数，其中，所述结构参数包括电气岛的参数、电网保护装置的参数、断路器的参数、电网备自投装置的参数；
创建电网风险分析***，其中，创建电网风险分析***包括：构建拓扑结构分析模型，并在发生故障时，根据电网保护装置的配置状况判断所述电网保护装置引起的断路器的动作；在隔离故障时，根据所述电网保护装置相应的断路器的动作以及电网备自投的配置状况判断所述电网备自投引起的断路器的动作；根据所述电网保护装置引起的断路器的动作和所述电网备自投引起的断路器的动作对电网进行拓扑分析，确定故障产生的电气岛，根据所述故障产生的电气岛对所述拓扑结构分析模型进行调整；
将所述特征参数输入至电网风险分析***，所述电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层，其中，所述风险分析层包括所述拓扑结构分析模型；
通过所述数据处理层对所述特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据所述风险分析层和所述用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据所述风险值在所述预警展示层发布电网风险预警信息。
2.根据权利要求1所述的电网风险预警方法，其特征在于，所述提取用于风险分析的信息的步骤包括以下步骤：
提取各所述电网设备的故障概率、电网公共信息、负载能力数据或负载预测数据。
3.根据权利要求1所述的电网风险预警方法，其特征在于，所述根据所述风险分析层和所述用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值的步骤包括以下步骤：
根据所述风险分析层和所述用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值，综合各所述电网子风险值，获取所述电网在风险场景下的风险值，其中，所述风险指标包括电网安全裕度风险指标、电网结构完整性破坏风险指标、电网设备直接损失风险指标和电网负荷损失风险指标。
4.根据权利要求3所述的电网风险预警方法，其特征在于，在所述根据所述风险分析层和所述用于风险分析的信息获取电网在风险场景下各种风险指标的电网子风险值的步骤之前，还包括以下步骤：
获取单重的独立支路停运风险场景，根据拓扑结构分析模型、潮流分析模型和负荷削减模型对所述单重的独立支路停运风险场景进行分析，判断各电网设备在所述单重的独立支路停运风险场景下是否存在结构性负荷损失或功能性负荷损失，若是，则将所述单重的独立支路停运风险场景作为获取电网子风险值的风险场景。
5.根据权利要求4所述的电网风险预警方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取电网厂站内各母线段之间开关的状态，采用节点簇生长算法分析所述各母线段之间开关的状态，获取各母线段的连通性数据，根据各母线段的连通性数据确定母线节点；
获取电网各线路、变压器支路之间的连通状态，采用节点簇生长算法分析所述电网各线路、变压器支路之间的连通状态，获取各母线节点间的连通性数据，根据各母线节点间的连通性数据确定电气岛；
根据所述电气岛构建所述拓扑结构分析模型。
6.根据权利要求4所述的电网风险预警方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取电网切负荷顺序和切负荷范围，根据所述电网切负荷顺序和所述切负荷范围计算电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量；
根据所述电网不同节点的负荷削减量以及同一节点在不同负荷等级下的负荷削减量构建所述负荷削减模型。
7.一种电网风险预警***，其特征在于，包括：
数据获取单元，用于获取各电网设备的特征参数，其中，所述特征参数包括各所述电网设备的运行参数和结构参数，其中，所述结构参数包括电气岛的参数、电网保护装置的参数、断路器的参数、电网备自投装置的参数；
创建模块，用于创建电网风险分析***，其中，创建电网风险分析***包括：构建拓扑结构分析模型，并在发生故障时，根据电网保护装置的配置状况判断所述电网保护装置引起的断路器的动作；在隔离故障时，根据所述电网保护装置相应的断路器的动作以及电网备自投的配置状况判断所述电网备自投引起的断路器的动作；根据所述电网保护装置引起的断路器的动作和所述电网备自投引起的断路器的动作对电网进行拓扑分析，确定故障产生的电气岛，根据所述故障产生的电气岛对所述拓扑结构分析模型进行调整；
数据传输单元，用于将所述特征参数输入至电网风险分析***，所述电网风险分析***包括数据处理层、风险分析层和预警展示层，其中，所述风险分析层包括所述拓扑结构分析模型；
数据分析单元，用于通过所述数据处理层对所述特征参数进行预处理，提取用于风险分析的信息，根据所述风险分析层和所述用于风险分析的信息获取电网在风险场景下的风险值，根据所述风险值在所述预警展示层发布电网风险预警信息。
8.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有可执行程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任意一项所述的电网风险预警方法的步骤。
9.一种预警设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的可执行程序，所述处理器执行程序时实现权利要求1至6中任意一项所述的电网风险预警方法的步骤。
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