电网运行风险防范预控工程实用化方法、装置及系统与流程

本发明涉及电网运行安全评估技术领域，具体涉及一种面向35kv及以上电压等级电网运行风险与防范预控工程实用化装置及方法。

背景技术：

近年来，地区地方经济的快速发展，用户负荷需求水平不断创出新高，电网规模也随之不断扩大，直接导致地区电网结构和运行方式更加复杂，对电网安全运行提出更高的要求，给调控中心工作人员的日常工作带来巨大挑战。

为防止人工进行运行方式评估造成遗漏，有必要开展电网运行安全评估技术的研究与应用，为电网运行安全风险评估及辅助决策提供科学决策依据。

根据检索相关文献和报道，国内已有电网运行风险评估的研究与应用。总的来说，仍然存在一定的不足，主要包括：更偏向于理论应用，工程实用化水平欠佳，最优潮流算法、状态估计算法等对于电网的基础资料和运行数据要求较高，经常出现发散情况；未能考虑广泛应用的继电保护装置动作产生的影响，预想故障电网拓扑与实际情况存在出入；基于面向设备级的风险评价，提供风险等级降阶队列，缺乏考虑权重系数的系统级风险评估；此外，风险评估仅给出电网薄弱点，未能实现风险防范预控辅助决策的闭环等等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可提高电网运行的智能化水平，增强电网的风险预警能力，并提升调度员对电网的驾驭能力，同时减轻了调控运行人员的工作量；为调度员在日常电网运行中风险控制、应急预案管理、智能方式安排提供了多种高效的辅助决策；提升风险评估的完整性与准确性，提高了电网的供电可靠性的电网运行风险防范预控工程实用化方法、装置及系统。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：电网运行风险防范预控工程实用化方法、装置及系统，装置包含：调度自动化系统、电网模型子系统、网络拓扑和数据处理模块、风险评估子系统、继电保护动作分析模块、风险因素分项分析模块、综合风险计算模块和风险预控子系统；其中，调度自动化系统与电网模型子系统连接，电网模型子系统与网络拓扑和数据处理模块相互连接；电网模型子系统与风险评估子系统连接，风险评估子系统分别与继电保护动作分析模块、风险因素分项分析模块相互连接；风险评估子系统与综合风险计算模块连接，综合风险计算模块与风险预控子系统连接。

面向电网运行风险与防范预控工程实用化方法，包含如下步骤：

(a)电网模型子系统遵循标准规约从调度自动化系统自动获取文件，或者通过人工手动绘制和录入，基于网络拓扑和数据处理模块，实现电网研究模型；

(b)风险评估子系统基于电网研究模型，自动建立或人工手动设定故障，引入继电保护动作分析模块对电网研究模型进行修正，调用风险因素分项分析模块，采用最优潮流法和专家经验法主备分析方法，实现电网风险分项评估并进行损失量化以得出风险评估分项结果；

(c)在此基础上，调用综合风险计算模块，引入人工经验干预权重系数计算的风险综合等级计算模式，进行风险分析和评估，输出更高层次的电网综合风险评估数据；

(d)风险预控子系统紧耦合读入风险评估数据，基于风险防范预控库和专家系统，优化决策并输出风险评估及预控报告，完成风险评估和预控决策的闭环。

作为本发明的进一步改进，所述的面向电网运行风险与防范预控工程实用化装置采用跨平台开发工具qt开发，适用于主流windows、unix和linux。

作为本发明的进一步改进，所述的继电保护动作分析模块分别连接可扩展内容、线路、备自投、母线和主变，其中，线路包括关联动作线路，以及与差动保护连接的关联动作线路对端；母线分别连接母差保护和母差停运；母差保护连接跳母联、跳线路开关和跳主变开关；母差停运连接故障隔离处理模块，和与之关联主变后备保护。

采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

1、在线和仿真两种风险分析模式，适用性强；

2、数据处理、风险评估采取主备方案，保证有解，确保风险评估流程的可控性；

3、引入继电保护动作分析体系进行修正，保障故障状态下网络拓扑重构结果与实际相一致；

4、常规风险评估基础上引入人工经验干预权重系数计算的风险综合等级计算模式，实现一种更高层次的风险等级评估，提高技术与管理水平；

5、风险评估与辅助决策闭环，提高电网调度运行自动化水平及其管理水平。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明所提供的实施例的结构框图；

图2为本发明所提供的实施例的风险评估总体流程图；

图3为本发明所提供的实施例的电网研究模型建立流程图；

图4为本发明所提供的实施例的风险评估核心流程图；

图5为本发明所提供的实施例的继电保护动作分析模块结构图；

图6为本发明所提供的实施例的风险因素分项体系结构图；

图7为本发明所提供的实施例的风险评估与预控决策闭环流程图；

图8为本发明所提供的实施例的地区电网运行方式风险评估与预控辅助决策软件架构图；

附图说明：

1-调度自动化系统；2-电网模型子系统；3-网络拓扑和数据处理模块；4-风险评估子系统；5-继电保护动作分析模块；6-风险因素分项分析模块；7-综合风险计算模块；8-风险预控子系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本具体实施方式采用以下技术方案：电网运行风险防范预控工程实用化方法、装置及系统，装置包含：调度自动化系统1、电网模型子系统2、网络拓扑和数据处理模块3、风险评估子系统4、继电保护动作分析模块5、风险因素分项分析模块6、综合风险计算模块7和风险预控子系统8；其中，调度自动化系统1与电网模型子系统2连接，电网模型子系统2与网络拓扑和数据处理模块3相互连接；电网模型子系统2与风险评估子系统4连接，风险评估子系统4分别与继电保护动作分析模块5、风险因素分项分析模块6相互连接；风险评估子系统4与综合风险计算模块7连接，综合风险计算模块7与风险预控子系统8连接。

请参阅图5，所述的继电保护动作分析模块5分别连接可扩展内容、线路、备自投、母线和主变，其中，线路包括关联动作线路，以及与差动保护连接的关联动作线路对端；母线分别连接母差保护和母差停运；母差保护连接跳母联、跳线路开关和跳主变开关；母差停运连接故障隔离处理模块，和与之关联主变后备保护。

请参阅图2-图7，面向电网运行风险与防范预控工程实用化方法，包含如下步骤：

(a)电网模型子系统2遵循标准规约从调度自动化系统1自动获取文件，或者通过人工手动绘制和录入，基于网络拓扑和数据处理模块3，实现电网研究模型；

(b)风险评估子系统4基于电网研究模型，自动建立或人工手动设定故障，引入继电保护动作分析模块5对电网研究模型进行修正，调用风险因素分项分析模块6，采用最优潮流法和专家经验法主备分析方法，实现电网风险分项评估并进行损失量化以得出风险评估分项结果；

(c)在此基础上，调用综合风险计算模块7，引入人工经验干预权重系数计算的风险综合等级计算模式，进行风险分析和评估，输出更高层次的电网综合风险评估数据；

(d)风险预控子系统8紧耦合读入风险评估数据，基于风险防范预控库和专家系统，优化决策并输出风险评估及预控报告，完成风险评估和预控决策的闭环。

请参阅图2-图4，本发明的实现流程为：

1、兼具在线和仿真两种模式，满足不同应用场景的实际需求，且保证最终结果科学、合理和准确；

2、电网运行数据处理采取状态估计算法和工程实用化处理结合模式，优先采用状态估计算法，状态估计算法评估不合格情况下应用工程实用化处理，避免流程中断；

3、建立可扩展的继电保护动作分析体系，预设故障后，考虑继电保护设备的动作，修正关联设备运行状态，保证后续的网络拓扑重构结果(故障状态下)与实际电网一致；

4、建立可扩展的风险因素分项体系，可人工配置分析队列，满足不同等级、不同组成、不同状况、不同需求下的分析要求，提高适用性的同时提高效率；

5、电网风险评估采取最优潮流法结合人工专家经验法结合模式，优先采用最优潮流法评估，最优潮流法发散情况下应用人工专家经验法求取次优解，保证有解且可靠；

6、建立基于多代理机制的分块风险分析、分块潮流计算队列，以全网各区域替代全网，提高效率的同时又保证严谨、合理；

7、遵循国家和行业规范建立常规风险指标体系，并在此基础上进一步扩展，引入人工经验干预权重系数计算的风险综合等级计算模式，提高电网运行风险评估体系技术水平；

8、电网风险评估与预防措施辅助决策紧耦合全闭环，保证评估和预控的高效性和一致性。

本发明的应用，可提高电网运行的智能化水平，增强电网的风险预警能力，并提升调度员对电网的驾驭能力，同时减轻了调控运行人员的工作量。为调度员在日常电网运行中风险控制、应急预案管理、智能方式安排提供了多种高效的辅助决策。提升风险评估的完整性与准确性，提高了电网的供电可靠性。为构建风险管控体系、深化调控一体化、实现智能调度平台提供了坚实的支撑。同时，为设备检修、电网规划等提供辅助决策信息，挖掘电网元件可靠运行潜力，优化电网运行方式，提升电网安全运行水平，实现显著的经济效益和社会效益。

实施例：

请参阅图8，基于本发明内容，设计开发《地区电网运行方式风险评估与预控辅助决策软件》，开发环境为windows，开发语言采用qt，数据库采用mysql或sqlserver。运行环境支持windows、unix和linux。

地区电网运行方式风险评估与预控辅助决策软件架构如图8所示：

数据存储层：文件系统、数据库，通过数据存储接口与基础管理层交互；

基础管理层：电网建模、通信管理、数据接口、权限管理，通过数据接口与业务支撑层交互；

业务支撑层：网络拓扑、数据处理、最优潮流、专家系统、继电保护动作分析、风险因素分项评估、综合风险计算、风险防范预控，通过业务接口与高级应用层交互；

高级应用层：风险分析与预控辅助决策、统计查询。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。