极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法及相关装置与流程

本技术涉及电力，尤其涉及一种极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法及相关装置。

背景技术：

1、文献《电力信息物理融合系统的信息-物理交互机理分析及应用研究》研究电力信息物理融合系统(cps cyber-physical systems)中电力节点的脆弱性和系统的连通性评估方法。考虑在实际情况下电力系统和信息系统中节点/连边负载的动态特性,引入负载-容量模型进行量化分析。根据节点/连边负载的动态特性,以及节点/连边故障情况下系统中负载的重分配机制,分析了节点/连边故障导致的系统过载故障以及引发的新一轮级联故障,并提出了级联故障在电力系统和信息系统中交替传播的机理模型。同时基于系统负载在级联故障下的动态变化,定义了负载溢出指数并建立了系统的脆弱度矩阵,提出了电力节点的脆弱性和系统的连通性评估方法。进一步地，文献《基于复杂网络的电力信息物理节点重要性评估方法研究》对电力cps关键节点评估方法进行改进，首先考虑了电力系统不稳定后负荷节点可能减少的情况，其次考虑了新能源接入电网后对电网稳定性的影响，最后使用lm预测法与trendrank评估算法对节点的关键程度进行评估。

2、文献《电力信息物理融合系统的信息-物理交互机理分析及应用研究》与文献《基于复杂网络的电力信息物理节点重要性评估方法研究》虽然都构建了cps框架对电网节点的关键程度进行评估，但是两者都是从电网柔性控制的角度出发，并未考虑电网损坏后如何继续维持用户正常用电；其次两篇文献并未考虑用户层，仅从信息层与物理层进行讨论容易出现电网整体停电时间较短，但局部一类用户用电紧缺的情况；最后，两篇文献对新能源接入电网考虑较少，除风光等传统新能源外还需要讨论储能、氢储、电动汽车等新兴电源。

3、因此，亟需设计一种考虑电网损坏后、多维度的极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法。

技术实现思路

1、本技术提供了一种极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法及相关装置，提供了一种考虑电网损坏后、多维度的极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法，为后续制定电网弹性互动方案提供技术支持。

2、有鉴于此，本技术第一方面提供了一种极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法，所述方法包括：

3、根据待评估区域的电网拓扑结构、网络节点用户的负荷类型以及储能分布情况，构建包含：信息层、电网层、路网层和社会层的cppss评估框架；

4、基于所述cppss评估框架，根据电网拓扑对网络节点的关键程度进行评估，得到第一评估结果；

5、基于所述cppss评估框架，根据能源分布情况对网络节点的关键程度进行评估，得到第二评估结果；

6、基于所述cppss评估框架，根据用户的负荷类型对网络节点的关键程度进行评估，得到第三评估结果；

7、对第一评估结果、第二评估结果和第三评估结果进行求和计算，并对计算结果进行排序，根据排序结果对网络节点进行级别分类。

8、可选地，所述根据电网拓扑对网络节点的关键程度进行评估，得到第一评估结果，具体包括：

9、基于第一评估计算公式，根据当前网络节点到当前网络节点所在支路末端的电气距离，计算所述第一评估结果；

10、其中，所述第一评估计算公式为：

11、

12、式中，y1为用于判断网络节点重要程度的电网拓扑指标，d为当前网络节点到当前网络节点所在支路末端的电气距离，dcl为待评估区域最长的一条直路一共拥有的网络节点个数。

13、可选地，所述根据能源分布情况对网络节点的关键程度进行评估，得到第二评估结果，具体包括：

14、基于第二评估计算公式，根据当前网络节点与附近网络节点的储能量、电动汽车数量、储氢量以及发电车数量，计算所述第二评估结果；

15、其中，所述第二评估计算公式为：

16、

17、

18、式中，y2为用于判断网络节点重要程度的能源存量指标，n为网络节点总数，i为网络节点编号数，ci为第i个节点的储能存量，si为第i个网络节点到讨论节点的实际距离，f为指标计算函数，ss为台风天气中可安全运输的距离。

19、可选地，所述根据用户的负荷类型对网络节点的关键程度进行评估，得到第三评估结果，具体包括：

20、基于第三评估计算公式，根据当前网络节点的各类型负荷用户的权重参数、用户数量以及负载功率，计算所述第三评估结果；

21、其中，所述第三评估计算公式为：

22、

23、其中，y3为用于判断节点重要程度的用户类型指标，α、β、γ分别为当前网络节点的一类用户、二类用户与三类用户的权重参数，n1、n2、n3分别为当前网络节点的一类用户、二类用户与三类用户的用户数量，分别为第i个网络节点第j个一类用户、二类用户与三类用户的负载功率。

24、本技术第二方面提供一种极端天气下电网弹性互动的网络节点评估系统，所述系统包括：

25、构建单元，用于根据待评估区域的电网拓扑结构、网络节点用户的负荷类型以及储能分布情况，构建包含：信息层、电网层、路网层和社会层的cppss评估框架；

26、第一评估单元，用于基于所述cppss评估框架，根据电网拓扑对网络节点的关键程度进行评估，得到第一评估结果；

27、第二评估单元，用于基于所述cppss评估框架，根据能源分布情况对网络节点的关键程度进行评估，得到第二评估结果；

28、第三评估单元，用于基于所述cppss评估框架，根据用户的负荷类型对网络节点的关键程度进行评估，得到第三评估结果；

29、分析单元，用于对第一评估结果、第二评估结果和第三评估结果进行求和计算，并对计算结果进行排序，根据排序结果对网络节点进行级别分类。

30、可选地，第一评估单元，具体用于：

31、基于第一评估计算公式，根据当前网络节点到当前网络节点所在支路末端的电气距离，计算所述第一评估结果；

32、其中，所述第一评估计算公式为：

33、

34、式中，y1为用于判断网络节点重要程度的电网拓扑指标，d为当前网络节点到当前网络节点所在支路末端的电气距离，dcl为待评估区域最长的一条直路一共拥有的网络节点个数。

35、可选地，第二评估单元，具体用于：

36、基于第二评估计算公式，根据当前网络节点与附近网络节点的储能量、电动汽车数量、储氢量以及发电车数量，计算所述第二评估结果；

37、其中，所述第二评估计算公式为：

38、

39、

40、式中，y2为用于判断网络节点重要程度的能源存量指标，n为网络节点总数，i为网络节点编号数，ci为第i个节点的储能存量，si为第i个网络节点到讨论节点的实际距离，f为指标计算函数，ss为台风天气中可安全运输的距离。

41、可选地，第三评估单元，具体用于：

42、基于第三评估计算公式，根据当前网络节点的各类型负荷用户的权重参数、用户数量以及负载功率，计算所述第三评估结果；

43、其中，所述第三评估计算公式为：

44、

45、其中，y3为用于判断节点重要程度的用户类型指标，α、β、γ分别为当前网络节点的一类用户、二类用户与三类用户的权重参数，n1、n2、n3分别为当前网络节点的一类用户、二类用户与三类用户的用户数量，分别为第i个网络节点第j个一类用户、二类用户与三类用户的负载功率。

46、本技术第三方面提供一种极端天气下电网弹性互动的网络节点评估设备，所述设备包括处理器以及存储器：

47、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

48、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法的步骤。

49、本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法。

50、从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：

51、本技术提供了一种极端天气下电网弹性互动的网络节点评估方法，包括：根据待评估区域的电网拓扑结构、网络节点用户的负荷类型以及储能分布情况，构建包含：信息层、电网层、路网层和社会层的cppss评估框架；基于cppss评估框架，根据电网拓扑对网络节点的关键程度进行评估，得到第一评估结果；基于cppss评估框架，根据能源分布情况对网络节点的关键程度进行评估，得到第二评估结果；基于cppss评估框架，根据用户的负荷类型对网络节点的关键程度进行评估，得到第三评估结果；对第一评估结果、第二评估结果和第三评估结果进行求和计算，并对计算结果进行排序，根据排序结果对网络节点进行级别分类。

52、与现有技术相比：

53、本技术从电网损坏后修复的角度出发，讨论极端天气下的节点关键程度；通过cppss为框架的对关键节点关键程度进行判定，在对关键节点关键程度分析过程中，考虑了用户层、风光电源、储能、氢储、电动汽车、发电车等多种因素，使得对极端天气下电网弹性互动的网络节点评估更加的全面准确，为后续制定电网弹性互动方案提供技术支持。