一种电力系统风险运行评估方法、装置和计算机设备与流程

1.本发明涉及电力系统管理技术领域，更具体地说，涉及一种电力系统风险运行评估方法、装置和计算机设备。


背景技术：

2.电力网主要是由变电所和各种电压的线路组成，其以变换电压输送和分配电能为主要功能，是协调电力发展、分配、输送和消费的重要基础设施。电力网是电力系统的一部分，其中，电力系统则是由联接各个发电厂、变电站及电力用户的输、变、配电线路组成的系统。目前，随着经济的发展，电力系统也处于不断发展的过程中，而对电力系统进行有效的风险运行评估显得极其重要。目前，运维人员主要根据操作流程，并结合自身技术经验进行判断。但对于复杂、且可靠性要求高的电力系统，上述的方法则难以适应，存在评估准确度低的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有的技术方案存在评估准确度低的技术问题，提供一种电力系统风险运行评估方法、装置和计算机设备。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电力系统风险运行评估方法，包括：
5.确定电力系统中各个节点的工作状态；
6.根据各个节点的工作状态，在确定电力系统处于事故状态时，进行影响因素的确定；所述影响因素包括负荷水平、潮流变化量、节点电压、功率损耗、以及功率分布；
7.根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从所述影响因素中筛选出关键影响因素，并根据所述关键影响因素进行风险运行评估分析。
8.本技术公开的一种电力系统风险运行评估装置，所述装置包括第一确定模块、第二确定模块以及风险评估模块，其中：
9.所述第一确定模块，用于确定电力系统中各个节点的工作状态；
10.所述第二确定模块，用于根据各个节点的工作状态，在确定电力系统处于事故状态时，进行影响因素的确定；所述影响因素包括负荷水平、潮流变化量、节点电压、功率损耗、以及功率分布；
11.所述风险评估模块，用于根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从所述影响因素中筛选出关键影响因素，并根据所述关键影响因素进行风险运行评估分析。
12.本技术公开的一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
13.确定电力系统中各个节点的工作状态；
14.根据各个节点的工作状态，在确定电力系统处于事故状态时，进行影响因素的确定；所述影响因素包括负荷水平、潮流变化量、节点电压、功率损耗、以及功率分布；
15.根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从所述影响因素中筛选出关键影响因素，并根据所述关键影响因素进行风险运行评估分析。
16.本技术公开的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
17.确定电力系统中各个节点的工作状态；
18.根据各个节点的工作状态，在确定电力系统处于事故状态时，进行影响因素的确定；所述影响因素包括负荷水平、潮流变化量、节点电压、功率损耗、以及功率分布；
19.根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从所述影响因素中筛选出关键影响因素，并根据所述关键影响因素进行风险运行评估分析。
20.实施本发明的一种电力系统风险运行评估方法、装置、计算机设备和存储介质，基于电力系统中各节点的工作状态，判断电力系统是否处于事故状态，结合电力系统的实际工作状态，提高了事故状态的识别准确率。基于事故状态中影响因素所占的风险运行概率，进行风险运行评估分析，通过对整体系统运行的可靠性进行及时分析，便于运维人员针对电力系统的可靠性运行状态，采用相应的措施进行系统维护，以免影响电力系统的正常运行。
附图说明
21.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
22.图1是本发明的一个实施例中的一种电力系统风险运行评估方法的流程图；
23.图2是本发明的一个实施例中的一种电力系统风险运行评估装置的系统结构图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
25.在本发明的一个或多个实施例中，如图1所示，提供了的一种电力系统风险运行评估方法，以该方法应用于电力系统为例进行说明，包括以下步骤：
26.步骤s1，确定电力系统中各个节点的工作状态。
27.具体的，各节点处所设置的元件包括输电线路、变压器、发电机组和母线中的至少一种；各个节点的工作状态包括在支路负载值大于预设的最大负载阈值时，所确定的支路过载状态、在支路损失负荷量远离预设损失预警值的程度值大于预设的程度阈值时，所确定的负荷损失严重状态、根据各元件之间的关联执行可靠程度，所确定的支线路失效状态中的至少一种。
28.需要说明的是：
29.(1)由于每一个电气设备都具备一个额定功率，因此，过载状态也指当设备的实际运行功率高于其额定功率时，系统对应所处的状态。也就是说，电力系统还可以基于实际运行功率与其额定功率之间的差值，以确定系统是否处于支路过载状态。当然，由于过流和过载都是一种状态，其中，过电流是电动机或其他的电器元件高于额定电流的时候，电气设备所具备的一种运行状态，在一个实施例中，电力系统也能够基于过流运行状态来判断系统是否处于过载运行状态，其中，需要说明的是，若系统长期处于过载运行状态，则它的绕组
温升会超过允许值，从而致使绕组的绝缘老化或损坏。
30.(2)需要说明的是，电能在从发电厂传输到用户的输配电过程中，不可避免的发生一定量的损失，即线路损失。其中，这种损失所对应的电能，则称为线路损失负荷，其主要与输电线路的电压等级高低、输电线路使用的材料及海拔高度、气候差异等因素有关。在一个实施例中，电力系统可以基于实时评估出的系统中各元件的故障概率，根据该故障概率在确定电力系统处于异常运行状态时，结合动态潮流，确定支路损失的负荷量，需要说明的是，动态潮流指的是电力系统异常情况下(包括短路，联络线跳闸，甩负荷等)对于产生的电流及电压等。
31.(3)根据各元件之间的关联执行可靠程度确定支线路失效状态，具体指的是，根据根据各关联元件之间的所需实现的控制功能，基于该控制功能的实现程度确定支线路是否失效，例如，在确定该控制功能未能实现的时候，即可以确定相应的支线路失效，在确定该控制功能实现程度在预设区间范围内，例如，70％～100％区间范围内(需要说明的是，这里有考虑到一些外在干扰因素，例如天气、人为因素等，导致该控制功能未能100％实现)，即可以确定相应的支线路未失效。
32.步骤s2，根据各个节点的工作状态，在确定电力系统处于事故状态时，进行影响因素的确定；影响因素包括负荷水平、潮流变化量、节点电压、功率损耗、以及功率分布。
33.具体的，事故状态包括根据负荷水平，在确定负荷水平超过预设水平，导致母线电压高于预设电压阈值时，所确定的母线电压越限状态；事故状态还包括根据节点电压、功率损耗和功率分布，在确定功率失衡、且断面实际潮流大于潮流限额时，所确定的潮流越界状态；事故状态还包括根据潮流变化量，在确定潮流变化量趋近于预设收敛值时，所确定的潮流收敛状态。
34.需要说明的是，母线电压越限即指的是母线电压过高或过低，且超过了规定的限额，当然，其也可以理解为母线电压超过或低于规定值，这几种实施情况均可以认为当前系统处于母线电压越限状态。其中，对于母线电压的确定，可以基于直接测量的方式或通过系统潮流计算等方式确定，本技术实施例不对其获取方式进行限定。当然，当前实施例中，也能够基于功率波动对应所导致的母线电压变化量，来确定是否存在母线电压越限这一情况。
35.另外，对于潮流越界的判断，可以进一步检验出电力系统的运行是否合理。其具体是对给定的运行条件下，确定系统的运行状态，如在给定各母线上的电压(幅值及相角)、系统中的功率分布及功率损耗的情况下，基于功率失衡以及断面实际潮流的判断，确定系统是否处于正常运行状态。
36.步骤s3，根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从影响因素中筛选出关键影响因素，并根据关键影响因素进行风险运行评估分析。
37.具体的，电力系统根据影响因素在预设历史时间内，导致电力系统处于故障运行状态的累积次数，通过计算该累积次数在系统故障产生总次数中所占的比例，进行风险运行概率的计算，后续再基于所确定的关键影响因素，通过加权计算方式，进一步对系统的风险运行状态进行评估。
38.上述电力系统风险运行评估方法，基于电力系统中各节点的工作状态，判断电力系统是否处于事故状态，结合电力系统的实际工作状态，提高了事故状态的识别准确率。基
于事故状态中影响因素所占的风险运行概率，进行风险运行评估分析，通过对整体系统运行的可靠性进行及时分析，便于运维人员针对电力系统的可靠性运行状态，采用相应的措施进行系统维护，以免影响电力系统的正常运行。
39.在本发明的一个或多个实施例中，根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从影响因素中筛选出关键影响因素，包括：针对每个影响因素，基于相应影响因素的历史累积故障产生次数与系统故障产生总次数之间的比值，进行风险运行概率的计算；根据所得的风险运行概率的取值大小，从各影响因素中筛选出风险运行概率取值大于预设概率阈值的多个关键影响因素。
40.在本发明的一个或多个实施例中，根据关键影响因素进行风险运行评估分析，还包括：获取各关键影响因素分别所占权重比例，并分别对各关键影响因素、以及相应的权重比例进行相乘计算；将计算得到的各项乘积结果进行加权求和、以及求平均计算，并基于得到的取值大小，进行风险运行评估分析，其中，分析所得的评估结果包括在确定取值大小小于或等于预设第一取值阈值a时，表征系统处于可靠运行状态的第一评估结果、在确定取值大小大于a、且小于或等于预设第二取值阈值b时，表征系统处于风险运行状态的第二评估结果、在确定取值大小大于b时，表征系统处于高危运行状态的第三评估结果。
41.在其中一个实施例中，所得的评估结果将进一步反馈到用户终端，由用户终端基于预设的显示屏幕显示评估结果，显示过程中，用户终端也可以基于产生的时间顺序，依次显示各时间段中对应评估得到的结果。当然，不仅评估结果可以反馈到用户终端，影响系统运行的各个关键影响因素结果也将反馈到用户终端，由用户终端直接进行显示，或在显示前，对各关键影响因素进行聚合分析，以确定何种目标关键影响因素对造成电力系统风险运行的影响程度最大。
42.需要说明的是，上述的参数a、b、c可以基于过往的取值经验、以及电力系统的实际特点与运行情况，动态设置得到，例如，a的取值可以为60、b的取值可以为200，c的取值可以为500。由此，本技术实施例对上述各项参数的取值并不做限定。在通过用户终端显示评估结果的时候，也可以将对应的评估结果投影到上述的三个风险等级空间中，其中，不同的风险等级采用不同的字体显示颜色，对于表征系统处于高危运行状态的第三评估结果，其可以用“红色”的字体进行显示；对于表征系统处于风险运行状态的第二评估结果，其可以用“橙色”的字体进行显示；对于表征系统处于可靠运行状态的第一评估结果，其可以用“白色”的字体进行显示。
43.上述实施例中，通过实时显示分析所得的评估结果、以及影响，便于用户能够及时电力系统的运行状态，以及在确定系统处于风险运行状态时，也可基于聚合分析得到的目标关键影响因素，进行故障排查，提高用户工作效率。
44.请参考图2，本技术公开了一种电力系统风险运行评估装置，该装置包括第一确定模块、第二确定模块以及风险评估模块，其中：
45.第一确定模块，用于确定电力系统中各个节点的工作状态。
46.第二确定模块，用于根据各个节点的工作状态，在确定电力系统处于事故状态时，进行影响因素的确定；影响因素包括负荷水平、潮流变化量、节点电压、功率损耗、以及功率分布。
47.风险评估模块，用于根据各影响因素分别所占的风险运行概率，从影响因素中筛
选出关键影响因素，并根据关键影响因素进行风险运行评估分析。
48.上述电力系统风险运行评估装置，基于电力系统中各节点的工作状态，判断电力系统是否处于事故状态，结合电力系统的实际工作状态，提高了事故状态的识别准确率。基于事故状态中影响因素所占的风险运行概率，进行风险运行评估分析，通过对整体系统运行的可靠性进行及时分析，便于运维人员针对电力系统的可靠性运行状态，采用相应的措施进行系统维护，以免影响电力系统的正常运行。
49.在其中一个实施例中，各节点处所设置的元件包括输电线路、变压器、发电机组和母线中的至少一种；各个节点的工作状态包括在支路负载值大于预设的最大负载阈值时，所确定的支路过载状态、在支路损失负荷量远离预设损失预警值的程度值大于预设的程度阈值时，所确定的负荷损失严重状态、根据各元件之间的关联执行可靠程度，所确定的支线路失效状态中的至少一种。
50.在其中一个实施例中，事故状态包括根据负荷水平，在确定负荷水平超过预设水平，导致母线电压高于预设电压阈值时，所确定的母线电压越限状态；事故状态还包括根据节点电压、功率损耗和功率分布，在确定功率失衡、且断面实际潮流大于潮流限额时，所确定的潮流越界状态；事故状态还包括根据潮流变化量，在确定潮流变化量趋近于预设收敛值时，所确定的潮流收敛状态。
51.在其中一个实施例中，风险评估模块还用于针对每个影响因素，基于相应影响因素的历史累积故障产生次数与系统故障产生总次数之间的比值，进行风险运行概率的计算；根据所得的风险运行概率的取值大小，从各影响因素中筛选出风险运行概率取值大于预设概率阈值的多个关键影响因素。在其中一个实施例中，风险评估模块还用于事故状态包括根据负荷水平，在确定负荷水平超过预设水平，导致母线电压高于预设电压阈值时，所确定的母线电压越限状态；事故状态还包括根据节点电压、功率损耗和功率分布，在确定功率失衡、且断面实际潮流大于潮流限额时，所确定的潮流越界状态；事故状态还包括根据潮流变化量，在确定潮流变化量趋近于预设收敛值时，所确定的潮流收敛状态。
52.在本发明的一个或多个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
53.上述计算机设备，基于电力系统中各节点的工作状态，判断电力系统是否处于事故状态，结合电力系统的实际工作状态，提高了事故状态的识别准确率。基于事故状态中影响因素所占的风险运行概率，进行风险运行评估分析，通过对整体系统运行的可靠性进行及时分析，便于运维人员针对电力系统的可靠性运行状态，采用相应的措施进行系统维护，以免影响电力系统的正常运行。
54.在本发明的一个或多个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
55.上述存储介质，基于电力系统中各节点的工作状态，判断电力系统是否处于事故状态，结合电力系统的实际工作状态，提高了事故状态的识别准确率。基于事故状态中影响因素所占的风险运行概率，进行风险运行评估分析，通过对整体系统运行的可靠性进行及时分析，便于运维人员针对电力系统的可靠性运行状态，采用相应的措施进行系统维护，以免影响电力系统的正常运行。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。