CN113675845A

CN113675845A - 一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法

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Publication number: CN113675845A
Application number: CN202110929193.9A
Authority: CN
Inventors: 吴婧妤; 吴爽; 张佳琦; 李鹏; 黄素娟; 张玉林; 韩韬; 杜红卫; 梁晨轩; 张蓓蓓; 王元元
Original assignee: Nari Technology Co Ltd; State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: Nari Technology Co Ltd; State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2021-11-19

Abstract

本发明公开了一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，属于电力***智能分析与控制技术领域。分别从基准和问题场景两个层面对线路或设备N‑1开断导致的配电网运行风险进行分析和计算，基于两个层面获得的风险评估结果，确定危害严重程度值；计算得到配电网的风险值；进而评估配电网风险等级。该方法可实现针对基准及问题场景风险情况下的配电网运行风险的全方位揭示与量化评估，以提高故障风险智能化处理速度，提升配电网安全稳定运行能力。有利于运行人员优化配电网正常运行方式，完善配电网风险控制目标。

Description

一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法

技术领域

本发明属于电力***智能分析与控制技术领域，具体涉及一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法。

背景技术

当前配电网运行方式复杂、设备负载加重以及供电能力不足等问题场景日益突出，配电网安全运行的压力显著增大，迫切需要做好配电网风险智能预警工作，提高配电网风险感知和预防控制能力。统计资料显示大约有80％的停电事故是由配电***故障造成的。由于配电网馈线为辐射状，配网线路故障后失负荷成为体现其安全性的重点，相比于输电网中运用成熟N-1静态安全评估方法，需要研究更适合配电网的安全评估方法。尤其是人为的误碰、误操作使设备保护误动作，使大量的电源和设备被切除，造成巨大损失，对于重要用户更是造成严重影响，而且短时间内无法恢复。

鉴于上述线路故障所导致的严重后果及影响，目前尚缺乏专门针对基准实时扫描和问题情况下的配电网风险量化评估手段，并且现有的电网风险类评估技术一般对风险的评估预警侧重于设备或断面越限，在负荷损失和重要用户影响方面考虑较少。因此，很有必要专门针对线路故障和线路检修等场景研究相关配电网风险综合评估技术，优化配电网正常运行方式，对基准和问题场景进行针对性地分析和综合评估，以便运行人员能够提前做好故障风险的感知与预防预控，确保配电网的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，从基准和问题场景两个层面对配电网进行风险评估计算得到配电网的风险值，评估配电网风险等级，以提高故障风险智能化处理速度，提升大电网安全稳定运行能力。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下。

第一方面，本发明提供了一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，包括以下过程：

分别从基准和问题场景两个层面对配电网进行风险评估；

基于两个层面获得的风险评估结果，确定危害严重程度值；

基于危害严重程度值和风险概率，计算得到配电网的风险值；

基于配电网的风险值，评估配电网风险等级。

可选地，所述从基准层面对配电网进行风险评估，包括：

对配电网模型中10kV/20kV出线馈线进行N-1逐一开断设置，根据断面数据信息，分析电网N-1情况下的配电网设备负荷损失情况和重要用户电源情况。

可选地，所述从基准层面对配电网进行风险评估为周期性扫描方式。

可选地，所述从问题场景层面对配电网进行风险评估，包括：

开展基于问题场景的配网风险分析，考虑重要用户停电风险、城网用户停电风险、线路重过载风险。

可选地，所述配电网的风险值计算公式为：

配网风险值F：

F＝H×P (1)

其中，H为风险危害值，P为风险概率值；

风险危害值H的计算为：

H＝Hp×Hs (2)

其中，Hp为危害严重程度值，Hs为社会影响因数。

可选地，所述风险概率的计算公式为：

风险概率值P的计算为：

P＝Pi×Ps×Pw×Pt (3)

其中，Pi为线路类型因数，Ps为线路状态影响因数，Pw为现场施工作业因数，Pt为检修时间因数。

可选地，所述配网风险等级分为六级：Ⅰ级风险、Ⅱ级风险、Ⅲ级风险、Ⅳ级风险、Ⅴ级风险及Ⅵ级风险，等级数越小表示风险等级越高、风险越严重。

可选地，所述基于配电网的风险值，评估配电网风险等级，包括：

根据配网风险值大小，进行风险评估等级划分：

(a)Ⅰ级风险(特大)：100≤风险值

(b)Ⅱ级风险(重大)：80≤风险值＜100

(c)Ⅲ级风险(较大)：60≤风险值＜80

(d)Ⅳ级风险(一般)：40≤风险值＜60

(e)Ⅴ级风险(轻微)：20≤风险值＜40

(f)Ⅵ级(可接受风险)：风险值＜20

风险值越大则风险等级越高，说明风险越严重。

第二方面，本发明还提供了一种基于基准及问题场景的配电网风险评估装置，包括：

风险评估模块，用于分别从基准和问题场景两个层面对配电网进行风险评估；

风险程度确定模块，用于基于两个层面获得的风险评估结果，确定危害严重程度值；

风险值计算模块，用于基于危害严重程度值和风险概率，计算得到配电网的风险值；

以及，风险等级判断模块，用于基于配电网的风险值，评估配电网风险等级。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明分别从基准和问题场景两个层面对线路或设备N-1开断导致的配电网运行风险进行分析和计算，考虑重要用户停电风险和转供策略，基于线路或设备开断后的影响停电范围、损失用户情况按照函数加权融合的方式进行分级评价。该方法可实现针对基准及问题场景风险情况下的配电网运行风险的全方位揭示与量化评估，以提高故障风险智能化处理速度，提升大电网安全稳定运行能力。有利于运行人员优化配电网正常运行方式，完善配电网风险控制目标。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，参见图1所示，包括如下步骤：

步骤一、获取断面数据

获取当前电网模型拓扑结构及设备参数信息，以及在此电网模型基础上的全网状态估计断面数据。

步骤二、配电网基准风险评估

在配电网正常运行情况下，采用实时周期扫描的方式，对配电网模型中10kV/20kV出线馈线进行N-1逐一开断设置，根据步骤一获取到的断面数据信息，自动调用拓扑分析功能分析电网N-1情况下的配电网设备负荷损失情况和重要用户电源情况。

负荷损失信息主要包括：损失负荷功率、损失用户数、损失城区及非城区用户数、损失重要用户信息。这里，重要用户电源情况主要包括：供电馈线、供电主变、供电母线及负荷、可转供策略等信息。

步骤三、配电网问题场景风险评估

针对配网停电计划单导入、保供电计划单导入等特定情况下一定时期内存在的风险，开展基于问题场景的配网风险分析及风险列表(风险设备、风险等级、风险描述、影响重要用户等)自动生成，考虑重要用户停电风险、城网用户停电风险、线路重过载风险等。

步骤四、风险评估值计算

拓扑分析上述基准和问题场景状态下得到的每个线路或设备故障导致的配电网影响区域情况、负荷损失情况，根据基准和问题场景状态下风险确定风险的危害(危害严重程度值)和风险发生的可能性(概率)，综合评估风险值的大小，按照公式(1)计算配网风险值F：

F＝H×P (1)

其中，H为风险危害值，P为风险概率值。风险危害值H的计算公式如(2)。

H＝Hp×Hs (2)

其中，Hp为危害严重程度值(取值范围为0-6000)，具体分值由电力事故事件调查规程决定。Hs为社会影响因数，通常取值如表1所示：

表1社会影响因数

风险概率值P的计算如公式(3)所示：

P＝Pi×Ps×Pw×Pt (3)

其中，Pi为线路类型因数，线路类型包括电缆、架空线、混合线路，风险不影响重要用户或保供电用户时，取值为1；风险影响重要用户或保供电用户时，按表2取最高值：

表2线路类型因数

Ps为线路状态影响因数，如表3所示，根据线路是否重过载取值不同。

表3线路状态因数

Pw为现场施工作业因数，由停电计划单决定，具体取值如表4所示：

表4现场施工作业因数

Pt为检修时间因数，风险由检修工作引起时，按照检修时间进行对应取值，具体取值如表5所示：

表5检修时间因数

步骤四、基于风险值评估配电网风险等级

配网风险分为六级：Ⅰ级风险(特大)、Ⅱ级风险(重大)、Ⅲ级风险(较大)、Ⅳ级风险(一般)、Ⅴ级风险(轻微)及Ⅵ级(可接受风险)。

根据配网风险值大小，进行风险评估等级划分：

(a)Ⅰ级风险(特大)：100≤风险值

(b)Ⅱ级风险(重大)：80≤风险值＜100

(c)Ⅲ级风险(较大)：60≤风险值＜80

(d)Ⅳ级风险(一般)：40≤风险值＜60

(e)Ⅴ级风险(轻微)：20≤风险值＜40

(f)Ⅵ级(可接受风险)：风险值＜20

这里，等级数越小表示风险等级越高，也即风险越严重。

然后，根据建立好的配电网风险评价等级划分，对计算得到的电网风险值进行风险评级，实现针对线路或设备N-1故障情况下的配电网运行风险的量化评估。

实施例2

基于与实施例1同样的发明构思，本发明还提供了一种基于基准及问题场景的配电网风险评估装置，包括：

本发明装置中各模块的具体实现方案参见实施例1方法的各步骤过程。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，包括以下过程：

分别从基准和问题场景两个层面对配电网的线路或设备进行风险评估；

基于两个层面获得的风险评估结果，确定危害严重程度值；

基于配电网的风险值，评估配电网风险等级。

2.根据权利要求1所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述从基准层面进行风险评估，包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述从基准层面进行风险评估为周期性扫描方式。

4.根据权利要求1所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述从问题场景层面进行风险评估，包括：

开展基于问题场景的配电网风险分析，考虑重要用户停电风险、城网用户停电风险、线路重过载风险。

5.根据权利要求1所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述配电网的风险值计算公式为：

配网风险值F：

F=H×P （1）

其中，H为风险危害值，P为风险概率值；

风险危害值H的计算为：

H= Hp×Hs （2）

其中，Hp为危害严重程度值，Hs为社会影响因数。

6.根据权利要求5所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述风险概率的计算公式为：

风险概率值P的计算为：

P= Pi×Ps×Pw×Pt （3）

7.根据权利要求1所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述配网风险等级分为六级：Ⅰ级风险、Ⅱ级风险、Ⅲ级风险、Ⅳ级风险、Ⅴ级风险及Ⅵ级风险，等级数越小表示风险等级越高、风险越严重。

8.根据权利要求7所述的一种基于基准及问题场景的配电网风险评估方法，其特征在于，所述基于配电网的风险值，评估配电网风险等级，包括：

根据配网风险值大小，进行风险评估等级划分：

（a）Ⅰ级风险（特大）：100≤风险值

（b）Ⅱ级风险（重大）：80≤风险值＜100

（c）Ⅲ级风险（较大）：60≤风险值＜80

（d）Ⅳ级风险（一般）：40≤风险值＜60

（e）Ⅴ级风险（轻微）：20≤风险值＜40

（f）Ⅵ级（可接受风险）：风险值＜20

风险值越大则风险等级越高，说明风险越严重。