一种电力系统互联综合风险评估方法与流程

本发明涉及电力系统风险评估领域，具体涉及一种电力系统互联综合风险评估方法。
背景技术：
：随着电力工业技术发展成熟，更大和更集中的发电机组、超高电压、大规模互联电网和更集中的电力用户成为电力工业的发展方向。受能源资源优化配置及利用、提高供电可靠性、实现规模经济及环境改善等因素的推动，跨国互联电网成为世界各国电网的发展趋势。一般来说，联网方案的主要考虑不同类型电源装机的互济，有利于电网间的削峰填谷、提供系统备用支撑以及是否实现规模经济。如俄罗斯/独联体国家电网、北欧电网及北美联合电网以互联电网间的电源互济或削峰填谷为主，西欧联合电力系统以提供备用支撑、改善电网运行效用为主要目的。目前对国家间区域间联网的研究主要集中在电力电量平衡、联络线功率控制方式选择等方面。但由于不同国家及区域间电力系统存在电网物理形态及管理能力上的各类发展程度差异，会对互联后的多国或多区域电力系统带来风险，而在互联电力系统制订联网方案前往往未全面考虑参与联网的电力系统发展程度不同造成的风险影响。结合典型跨国互联电网历史事故情况来看，实际互联电网中受网架结构水平、设备技术水平、二次系统自动化程度、运维管理规范程度、事故恢复处理能力、网络安全管理能力等互联前电力系统发展情况影响，可能导致联网后的事故风险可能会进一步增大，如网架形态的影响表现在：联络结构过于简单的单回联络线互联系统，一旦发生n-1线路故障(如“2011.11.4”美墨大停电事故)，在原始潮流较重的情况下会造成大量电力缺额引发一系列连锁反应。运维管理规范程度的影响表现在：如“1978.12.19”法国大停电的事故原因分析中发现事故前电网运行计划中只分析有功、未分析无功和电压；“2009.11.10”巴西大停电的事故原因分析中发现线路保护装置不具备复杂故障情况下的选相功能，保护装置中没有设置振荡闭锁逻辑。二次系统自动化程度及事故恢复处理能力的影响表现在：如“2003.8.14”美加大停电事故环节中出现保护装置误将这些潮流转移判定为故障跳闸；“2011.11.4”美墨大停电事故发展环节中有一项为变电站保护装置未动作。因此，多国或多区域的电力系统互联作为一项复杂的、系统性工程，有必要基于各电力系统发展程度对各类风险进行综合评估，结合参与联网的电力系统特点制订相关风险管控措施，这对多国或多区域电力系统互联的顺利开展，以及为安全运行提供有力保障都是十分有必要的。技术实现要素：鉴于上述分析，本发明旨在提供涉及一种电力系统互联综合风险评估方法，用于解决上述问题。本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种电力系统互联综合风险评估方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：建立电力系统发展程度指标体系并计算指标权重；步骤2：建立电力系统发展程度评估模型；步骤3：定义并计算指标风险重要程度；步骤4：建立电力系统互联方案风险评估模型并评估；其中：所述步骤1中，建立电力系统发展程度指标体系并计算指标权重：1)建立电力系统发展程度指标体系：分别定义网架结构水平、设备技术水平、二次系统自动化程度、运维管理规范程度、事故恢复处理能力、网络安全管理能力作为组成电力系统发展程度指标体系的6项指标；对于n个国家或区域的电网，形成电力系统发展程度指标矩阵x如下：其中,xij为第i个国家或区域电网的第j个指标的数值；采用专家判断法在赋值区间[0，1]内对xij进行赋值；2)计算指标权重：根据信息论中信息熵的定义，计算第j个指标的信息熵值如下：其中：(1)满足ej>0；(2)pij为第j个指标下第i个国家电网对应赋值占该指标的比重：(3)i＝1,2,……，n；j＝1,2,……，6。计算第j个指标的权重wj如下：由得wj组成指标权重向量w如下：w＝(w1,…,wj,…,w6)(5)所述步骤2中，建立电力系统发展程度评估模型：1)对步骤1中的电力系统发展程度指标矩阵x的列向量进行归一化处理，即：其中，中任一个元素表示第1～i个国家或区域电网的第j个指标标准化取值；2)计算列向量每列的最大值和最小值，并分别组成最高发展程度方案指标矩阵和最低发展程度方案指标矩阵计算如下：3)定义各国或区域电力系统的发展程度指标与最高发展程度方案、最低发展程度方案指标的接近程度分别为d+、d-，具体计算如下：其中，指标权重wj采用步骤1计算所得；4)计算第i个国家或区域电力系统发展程度与最高发展程度方案的差距值si，具体计算如下：由于差距值si位于[0，1]区间内，si越接近于1说明第i个国家或区域电力系统发展程度越接近最高发展程度方案；其中di-、di+为d+、d-中第i个国家或区域电力系统发展程度分别与最高发展程度方案、最低发展程度方案指标的接近程度；定义以差距值si衡量电力系统发展水平绝对程度为ai，ai取值标准如下：若0≤si≤0.33，则认为第i个国家或区域电力系统发展水平绝对程度较高，此时ai值取1；若0.33<si<0.66，则认为第i个国家或区域电力系统发展水平绝对程度中等，此时ai值取2；若0.66≤si≤1，则认为第i个国家或区域电力系统发展水平绝对程度较低，此时ai值取3；5)对于任一个包括m个国家或区域电力系统的待评估互联电力系统方案来说，计算该集合的平均值及标准差如下：6)定义包括m个国家或区域电力系统集合的互联风险系数为r，r取值标准如下：若m≤0.33，则认为该集合内各互联系统发展相对程度差距较小，其中：若且集合中存在任一个电力系统的ai值取3，则认为该集合内各国或各区域电力系统发展水平相对程度较高，此时r值取1；若则认为该国或区域电力系统发展水平相对程度中等，此时r值取2；若且集合中存在任一个电力系统的ai值取1，则认为该国或区域电力系统发展水平相对程度较低，此时r值取3；若0.33<m<0.66，则评估该集合内各互联系统发展相对程度差距略大，此时r值取4；若m≥0.66，则评估该集合内各互联系统发展相对程度差距较大，此时r值取5；所述步骤3中，定义并计算指标风险重要程度z,计算公式如下：其中y代表联网风险发生为“真”的状态，则p(y|xi)为第j个指标造成的联网风险条件概率；采用专家判断法为网架结构水平、设备技术水平、二次系统自动化程度、运维管理规范程度、事故恢复处理能力、网络安全管理能力等6项指标进行赋值；所述步骤4中，建立电力系统互联方案风险评估模型并评估；步骤如下：1)建立互联方案风险评估模型，模型计算公式如下：其中：h为方案评估值，r为互联风险系数，w为指标权重，z为风险重要程度指标；2)采用(15)式可对任意m个待评估互联风险的国家或区域电力系统集合进行互联电力系统方案风险评估，从而作为互联方案选择比较的参考标准。本发明提出的一种电力系统互联综合风险评估方法，可通过建立电力系统发展程度指标体系对联网方案内涉及多个电力系统的发展程度及其差异带来的风险进行综合评估，从而有利于联网准备工作中结合参与联网的电力系统特点制订相关风险管控措施，对多国或多区域电力系统互联的顺利开展和安全运行提供有力保障。附图说明图1为本发明流程示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本发明的某一实施例，其中，附图构成本申请的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。本发明公开了一种电力系统互联综合风险评估方法，包括以下步骤：步骤1：建立电力系统发展程度指标体系并计算指标权重；步骤2：建立电力系统发展程度评估模型；步骤3：定义并计算指标风险重要程度；步骤4：建立电力系统互联方案风险评估模型并评估；所述步骤1中，建立电力系统发展程度指标体系并计算指标权重：1)建立电力系统发展程度指标体系：分别定义网架结构水平、设备技术水平、二次系统自动化程度、运维管理规范程度、事故恢复处理能力、网络安全管理能力作为组成电力系统发展程度指标体系的6项指标。对于n个国家或区域的电网，形成电力系统发展程度指标矩阵x如下：其中,xij为第i个国家或区域电网的第j个指标的数值。采用专家判断法在赋值区间[0，1]内对xij进行赋值；2)计算指标权重：根据信息论中信息熵的定义，计算第j个指标的信息熵值如下：其中：(1)满足ej>0；(2)pij为第j个指标下第i个国家电网对应赋值占该指标的比重：(3)i＝1,2,……，n；j＝1,2,……，6。计算第j个指标的权重wj如下：由得wj组成指标权重向量w如下：w＝(w1,…,wj,…,w6)(5)结合实施例来看，对a～f国共六个国家内选出任意几国进行联网的方案进行电力系统互联综合风险评估，根据步骤1采用专家判断法对六国的六项电力系统发展程度指标进行赋值，以表格形式得到结果如下：经计算，各指标权重如下表所示:所述步骤2中，建立电力系统发展程度评估模型：1)对步骤1中的电力系统发展程度指标矩阵x的列向量进行归一化处理，即：其中，中任一个元素表示第1～i个国家或区域电网的第j个指标标准化取值；2)计算列向量每列的最大值和最小值，并分别组成最高发展程度方案指标矩阵和最低发展程度方案指标矩阵计算如下：3)定义各国或区域电力系统的发展程度指标与最高发展程度方案、最低发展程度方案指标的接近程度分别为d+、d-，具体计算如下：其中，指标权重wj采用步骤1计算所得；4)计算第i个国家或区域电力系统发展程度与最高发展程度方案的差距值si，具体计算如下：由于差距值si位于[0，1]区间内，si越接近于1说明第i个国家或区域电力系统发展程度越接近最高发展程度方案。其中di-、di+为d+、d-中第i个国家或区域电力系统发展程度分别与最高发展程度方案、最低发展程度方案指标的接近程度；定义以差距值si衡量电力系统发展水平绝对程度为ai，ai取值标准如下：若0≤si≤0.33，则认为第i个国家或区域电力系统发展水平绝对程度较低，此时ai值取1；若0.33<si<0.66，则认为第i个国家或区域电力系统发展水平绝对程度中等，此时ai值取2；若0.66≤si≤1，则认为第i个国家或区域电力系统发展水平绝对程度较高，此时ai值取3；5)对于任一个包括m个国家或区域电力系统的待评估互联电力系统方案来说，计算该集合的平均值及标准差如下：6)定义包括m个国家或区域电力系统集合的互联风险系数为r，r取值标准如下：若m≤0.33，则认为该集合内各互联系统发展相对程度差距较小，其中：若且集合中存在任一个电力系统的ai值取3，则认为该国或区域电力系统发展水平相对程度较高，此时r值取1；若则认为该国或区域电力系统发展水平相对程度中等，此时r值取2；若且集合中存在任一个电力系统的ai值取1，则认为该集合内各国或各区域电力系统发展水平相对程度较低，此时r值取3；若0.33<m<0.66，则评估该集合内各互联系统发展相对程度差距略大，此时r值取4。若m≥0.66，则评估该集合内各互联系统发展相对程度差距较大，此时r值取5；结合实施例来看，根据步骤2得到a～f国的di+、di-、si和ai值如下表所示：国家di+di-siaia国0.0170.1960.9213b国0.1670.0500.2291c国0.1410.1090.4382d国0.1310.0970.4232e国0.0800.1780.6903f国0.1090.1160.5152则对于待评估的a国与c国互联方案、a国与b国互联方案以及a国、b国与c国互联方案的m、r值，如下表所示：所述步骤3中，定义并计算指标风险重要程度z,计算公式如下：其中y代表联网风险发生为“真”的状态，则p(y|xi)为第j个指标造成的联网风险条件概率；采用专家判断法为网架结构水平、设备技术水平、二次系统自动化程度、运维管理规范程度、事故恢复处理能力、网络安全管理能力等6项指标进行赋值。结合实施例来看，根据步骤3先采用专家判断法为6项指标的条件概率赋值，再计算6项指标风险重要程度z，如下表所示：所述步骤4中，建立电力系统互联方案风险评估模型并评估；步骤如下：1)建立互联方案风险评估模型，模型计算公式如下：其中：h为方案评估值，r为互联风险系数，w为指标权重，z为风险重要程度指标；2)采用(15)式可对任意m个待评估互联风险的国家或区域电力系统集合进行互联电力系统方案风险评估，从而作为互联方案选择比较的参考标准；结合实施例来看，根据步骤4采用互联系统方案风险评估模型计算待评估的a国与c国互联方案、a国与b国互联方案以及a国、b国与c国互联方案的方案评估值h；从h值计算结果可以看出，a国与b国互联方案风险排序在三个方案中最高，a国与c国互联方案风险排序在三个方案中最低；后续建议对a国与b国互联方案的选用及实施进一步详细论证并提前分析风险管控措施。以上所述仅为本发明的一个实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12