本发明涉及电力系统检修方案技术领域，并且更具体地，涉及一种基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法及系统。
背景技术：
电网综合检修计划是电力系统生产领域重要日常工作之一，实际电网全线运行状态仅仅存在于封网期(通常封网期为7月-8月及1月)，其他大部分时间段因安排的例行设备检修较多，而是使得电网长期处于非全接线状态。而非全接线状态存在大量元件同停，如主干线路、主变压器、发电机等处于同时停运状态，使得电网的网架结构处于一种相对全接线来说的较大削弱状态。合理的制定“同停检修方案”能够在一定程度上有效降低电网运行风险。传统情况下，往往采用电网络元件N-1校核仿真计算遍历所有的电网络N-1故障，这种方法存在以下不足：1)因需要对所有的网络元件N-1故障进行遍历暂态稳定仿真计算，然后采用多种稳定性分析判据及人工经验进行风险评估，计算耗时；2)传统仿真计算中对于负荷电动机占比进行统计经验设置的固定值，未能计及同停时段实际负荷电动机占比对风险的影响；3)最重要的是，无法快速的识别出多种同停方案下对整体网架的削弱程度。
自组织临界演化理论作为研究电网连锁故障和大停电事故的一种理论，近年来受到学术界的广泛关注。自组织临界理论认为：电力系统内部有两种完全相反的作用力。一方面，随着负荷的持续增长，系统安全裕度不断减小，同时，人们会进行电网建设，增加电网负荷能力；另一方面，电网会出现短路等随机扰动，同时，系统会采取调整发电机出力等安稳措施。两种方向相反的作用力会驱使电网向一种临界运行状态演化，即自组织临界态。在此状态下，微小的扰动将触发连锁反应并导致大停电事故的发生。
自组织临界演化理论作为评价电网风险等级的方法，可实现检修状态下的风险快速评估，有利于电网整体检修计划的多方案评价。同时，随着电网的不断发展，传统的交流输电网逐渐转化为交直流混联型输电网，对于直流受端电网的电压稳定性是电网检修的重点关注问题之一。
技术实现要素：
本发明提出一种基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法及系统，以解决如何高效、准确地确定同停检修方案的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法，其特征在于，所述方法包括：
针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级；
分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值；
分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比；
分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值；
根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案。
优选地，其中所述针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级，包括：
确定典型故障类型，针对每一个备选的同停检修方案，基于电力系统分析综合程序PSASP进行暂态稳定计算，确定每个节点故障的时域曲线；
根据每个节点故障的时域曲线利用平均电压跌落值计算公式确定每个节点故障引起的全网平均电压跌落值；
确定每个风险等级的等级区间，根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值和每个风险等级的等级区间确定每个节点故障对应的风险等级。
优选地，其中
所述平均电压跌落值计算公式为：
第k个风险等级的等级区间为：
其中，ΔAvgVi为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；M为节点个数；△Vi,j为节点i故障引发的节点j的电压跌落差值；F为风险等级个数；△AvgVmax为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最大值；△AvgVmin为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最小值。
优选地，其中所述分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值，包括：
其中，mi为节点i的度数；U＝[U1,U2,U3...,,Um]为常数序列，设序列元素数量共有m个；nk为度数mi∈(Uk,Uk+1]区间的节点数目；P(k)为节点度数目处于(Uk,Uk+1]区间的概率；L(k)为节点度数mi∈(Uk,Uk+1]的nk个节点故障后受端电网的节点的平均电压跌落值；Lki为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；H为一个给定电网络的拓扑熵值。
优选地，其中所述分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比，包括：
其中，PMq为第q中同停检修方案对应的电网络中的负荷电动机占比；Powerq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的有功功率预测值；PMq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的感应电动机占比有功值；APowerq为受端电网有功功率值总和，电动机占比越大则风险越大。
优选地，其中所述分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，包括:
Rq＝(H0-Hq)+λ1/Kq+λ2PMq (9)
其中，Rq为第q个方案的风险度；H0为初始网络熵值，即不采取任何停运时的网络对应的初始熵值；Hq为第q个方案对应的网络熵值；Kq为第q个同停检修方案的短路电流比；λ1和λ2为权重系数，根据实际的检修期情况决定负荷电动机占比与短路比之间的权重。
优选地，其中所述根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案，包括：
根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，选取最小的综合风险评估值对应的备选的同停检修方案为最优同停检修方案。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定系统，所述系统包括：
风险等级确定单元，用于针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级；
电网络拓扑熵值计算单元，用于分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值；
负荷电动机占比计算单元，用于分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比；
综合风险评估值计算单元，用于分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值；
最优同停检修方案确定单元，用于根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案。
优选地，其中所述风险等级确定单元，针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级，包括：
时域曲线确定模块，用于确定典型故障类型，针对每一个备选的同停检修方案，基于电力系统分析综合程序PSASP进行暂态稳定计算，确定每个节点故障的时域曲线；
全网平均电压跌落值确定模块，用于根据每个节点故障的时域曲线利用平均电压跌落值计算公式确定每个节点故障引起的全网平均电压跌落值；
风险等级确定模块，用于确定每个风险等级的等级区间，根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值和每个风险等级的等级区间确定每个节点故障对应的风险等级。
优选地，其中
所述平均电压跌落值计算公式为：
第k个风险等级的等级区间为：
其中，ΔAvgVi为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；M为节点个数；△Vi,j为节点i故障引发的节点j的电压跌落差值；F为风险等级个数；△AvgVmax为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最大值；△AvgVmin为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最小值。
优选地，其中所述电网络拓扑熵值计算单元，分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值，包括：
其中，mi为节点i的度数；U＝[U1,U2,U3...,,Um]为常数序列，设序列元素数量共有m个；nk为度数mi∈(Uk,Uk+1]区间的节点数目；P(k)为节点度数目处于(Uk,Uk+1]区间的概率；L(k)为节点度数mi∈(Uk,Uk+1]的nk个节点故障后受端电网的节点的平均电压跌落值；Lki为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；H为一个给定电网络的拓扑熵值。
优选地，其中所述负荷电动机占比计算单元，分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比，包括：
其中，PMq为第q中同停检修方案对应的电网络中的负荷电动机占比；Powerq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的有功功率预测值；PMq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的感应电动机占比有功值；APowerq为受端电网有功功率值总和，电动机占比越大则风险越大。
优选地，其中所述综合风险评估值计算单元，分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，包括:
Rq＝(H0-Hq)+λ1/Kq+λ2PMq (9)
其中，Rq为第q个方案的风险度；H0为初始网络熵值，即不采取任何停运时的网络对应的初始熵值；Hq为第q个方案对应的网络熵值；Kq为第q个同停检修方案的短路电流比；λ1和λ2为权重系数，根据实际的检修期情况决定负荷电动机占比与短路比之间的权重。
优选地，其中所述最优同停检修方案确定单元，根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案，包括：
根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，选取最小的综合风险评估值对应的备选的同停检修方案为最优同停检修方案。
本发明提供了一种基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法及系统，将电压稳定性分析、检修方案下的电网络拓扑熵值和负荷电动机占比三者进行结合，确定每种同停检修方案的综合风险评估值，并根据所述综合风险评估值确定最优同停检修方案，提高了检修方案评估的工作效率与质量。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法100的流程图；以及
图2为根据本发明实施方式的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定系统200的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法100，将电压稳定性分析、检修方案下的电网络拓扑熵值和负荷电动机占比三者进行结合，确定每种同停检修方案的综合风险评估值，并根据所述综合风险评估值确定最优同停检修方案，提高了检修方案评估的工作效率与质量。本发明的实施方式提供的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法100从步骤101处开始，在步骤101针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级。
优选地，其中所述针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级，包括：确定典型故障类型，针对每一个备选的同停检修方案，基于电力系统分析综合程序PSASP进行暂态稳定计算，确定每个节点故障的时域曲线；根据每个节点故障的时域曲线利用平均电压跌落值计算公式确定每个节点故障引起的全网平均电压跌落值；确定每个风险等级的等级区间，根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值和每个风险等级的等级区间确定每个节点故障对应的风险等级。
优选地，其中所述平均电压跌落值计算公式为：
第k个风险等级的等级区间为：
其中，ΔAvgVi为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；M为节点个数；△Vi,j为节点i故障引发的节点j的电压跌落差值；F为风险等级个数；△AvgVmax为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最大值；△AvgVmin为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最小值。
例如，设置有N个节点的网络，除了单一直流换流站，交流网络节点M个，m＝1,2,…i，j，…M；(i∈M，1<i<M)。以节点母线失压为典型故障。
Step1：采用PSASP 7.31版电力系统分析综合程序PSASP进行暂态稳定计算，依次计算第i个节点发生失压故障的时域曲线。设定0秒开始仿真计算，仿真总时长40秒，1秒钟发生故障，则取0.5秒时刻电压为给定第j个节点的故障前初始电压Vj,t＝0.5，取第35秒时刻为给定第j个节点的故障后稳定电压值Vj,t＝35，则节点i发生母线失压故障的节点j电压跌落率定义为ΔVi,j＝Vi,j,t＝35-Vi,j,t＝0。根据平均电压跌落值计算公式计算每个节点引起的全交流网络平均电压跌落值ΔAvgVi。
Step2：对由第Step1所得M个给定节点故障对应的网络平均电压跌落值ΔAvgVi进行排序。
Step3：设定风险等级数为F个，F<节点数M-1级，定每个风险等级的等级区间，根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值和每个风险等级的等级区间将网络节点分成F个集合。
优选地，在步骤102分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值。
优选地，其中所述分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值，包括：
其中，mi为节点i的度数；U＝[U1,U2,U3...,,Um]为常数序列，设序列元素数量共有m个；nk为度数mi∈(Uk,Uk+1]区间的节点数目；P(k)为节点度数目处于(Uk,Uk+1]区间的概率；L(k)为节点度数mi∈(Uk,Uk+1]的nk个节点故障后受端电网的节点的平均电压跌落值；Lki为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；H为一个给定电网络的拓扑熵值。Lki等价于ΔAvgVi，即Lki≡ΔAvgVi。
优选地，在步骤103分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比。
优选地，其中所述分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比，包括：
其中，PMq为第q中同停检修方案对应的电网络中的负荷电动机占比；Powerq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的有功功率预测值；PMq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的感应电动机占比有功值；APowerq为受端电网有功功率值总和，电动机占比越大则风险越大。
优选地，在步骤104分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值。
优选地，其中所述分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，包括:
Rq＝(H0-Hq)+λ1/Kq+λ2PMq (9)
其中，Rq为第q个方案的风险度；H0为初始网络熵值，即不采取任何停运时的网络对应的初始熵值；Hq为第q个方案对应的网络熵值；Kq为第q个同停检修方案的短路电流比；λ1和λ2为权重系数，根据实际的检修期情况决定负荷电动机占比与短路比之间的权重。
优选地，在步骤105根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案。
优选地，其中所述根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案，包括：根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，选取最小的综合风险评估值对应的备选的同停检修方案为最优同停检修方案。
图2为根据本发明实施方式的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定系统200的结构示意图。如图2所示，本发明的实施方式提供的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定系统200包括：风险等级确定单元201、电网络拓扑熵值计算单元202、负荷电动机占比计算单元203、综合风险评估值计算单元204和最优同停检修方案确定单元205。优选地，在所述风险等级确定单元201，针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级。
优选地，其中所述风险等级确定单元，针对每个备选的同停检修方案，计算电网络中每个节点故障引起的全网平均电压跌落值，并根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值确定每个节点故障对应的风险等级，包括：时域曲线确定模块2011、全网平均电压跌落值确定模块2012和风险等级确定模块2013。
优选地，在所述时域曲线确定模块2011，确定典型故障类型，针对每一个备选的同停检修方案，基于电力系统分析综合程序PSASP进行暂态稳定计算，确定每个节点故障的时域曲线。
优选地，在所述全网平均电压跌落值确定模块2012，根据每个节点故障的时域曲线利用平均电压跌落值计算公式确定每个节点故障引起的全网平均电压跌落值。
优选地，在所述风险等级确定模块2013，确定每个风险等级的等级区间，根据所述每个节点故障引起的全网平均电压跌落值和每个风险等级的等级区间确定每个节点故障对应的风险等级。
优选地，其中
所述平均电压跌落值计算公式为：
第k个风险等级的等级区间为：
其中，ΔAvgVi为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；M为节点个数；△Vi,j为节点i故障引发的节点j的电压跌落差值；F为风险等级个数；△AvgVmax为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最大值；△AvgVmin为每个节点故障引起的全网平均电压跌落值的最小值。
优选地，在所述电网络拓扑熵值计算单元202，分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值。
优选地，其中所述电网络拓扑熵值计算单元，分别计算每个备选的同停检修方案的电网络拓扑熵值，包括：
其中，mi为节点i的度数；U＝[U1,U2,U3...,,Um]为常数序列，设序列元素数量共有m个；nk为度数mi∈(Uk,Uk+1]区间的节点数目；P(k)为节点度数目处于(Uk,Uk+1]区间的概率；L(k)为节点度数mi∈(Uk,Uk+1]的nk个节点故障后受端电网的节点的平均电压跌落值；Lki为节点i故障引起的全网平均电压跌落值；H为一个给定电网络的拓扑熵值。
优选地，在所述负荷电动机占比计算单元203，分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比。
优选地，其中所述负荷电动机占比计算单元，分别计算每个备选的同停检修方案对应时段的负荷电动机占比，包括：
其中，PMq为第q中同停检修方案对应的电网络中的负荷电动机占比；Powerq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的有功功率预测值；PMq,i为第q种同停检修方案的第i个节点的感应电动机占比有功值；APowerq为受端电网有功功率值总和，电动机占比越大则风险越大。
优选地，在所述综合风险评估值计算单元204，分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值。
优选地，其中所述综合风险评估值计算单元，分别计算每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，包括：
Rq＝(H0-Hq)+λ1/Kq+λ2PMq (9)
其中，Rq为第q个方案的风险度；H0为初始网络熵值，即不采取任何停运时的网络对应的初始熵值；Hq为第q个方案对应的网络熵值；Kq为第q个同停检修方案的短路电流比；λ1和λ2为权重系数，根据实际的检修期情况决定负荷电动机占比与短路比之间的权重。
优选地，在所述最优同停检修方案确定单元205，根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案。
优选地，其中所述最优同停检修方案确定单元，根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值确定最优同停检修方案，包括：
根据每个备选的同停检修方案的综合风险评估值，选取最小的综合风险评估值对应的备选的同停检修方案为最优同停检修方案。
本发明的实施例的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定系统200与本发明的另一个实施例的基于电压稳定性的直流受端同停检修方案确定方法100对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。