一种省级电网分区启动方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电网分区技术领域，尤其涉及一种省级电网分区启动方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.近年来，随着国际国内形势的深刻变化和能源结构转型升级加快，电力安全形势日趋严峻，风险不断加大。从系统发展来看，电力行业快速发展，系统结构复杂，装机规模大。随之而来的是，电网调控难度越来越大，新能源装机容量增长迅猛，此外还规划有大规模海上风电并网，对系统安全稳定运行带来新的挑战，大面积停电风险始终存在。从自然灾害影响看，近年来，国内电网经历了冰灾、台风等严重自然灾害，严重影响了电力供应，并危及人民生命财产安全。随着新技术的出现，网络攻击、物理攻击和电磁脉冲攻击等极端场景将对电力系统影响巨大，大规模同步电网一旦发生大停电，其所造成的损失要远大于小规模同步电网。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种省级电网分区启动方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决极端场景对电力系统影响巨大，容易造成巨大损失的技术问题。
4.本发明提供了一种省级电网分区启动方法，包括：
5.获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；
6.获取所述当前电网的省级电网分区，并获取所述省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；
7.获取所述电网运行状态和所述分区运行状态对应的外部攻击故障集合；
8.计算由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的负荷损失代价；
9.根据所述外部攻击故障集合和所述电网运行状态仿真数据，计算所述电网运行状态的综合脆弱性指标；
10.根据所述综合脆弱性指标判断是否启动所述省级电网分区进入所述分区运行状态。
11.可选地，所述计算由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的负荷损失代价的步骤，包括：
12.获取由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率；
13.计算所述主动分区解列代价系数和所述主动分区解列交流断面功率的乘积，得到由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的负荷损失代价。
14.可选地，所述外部攻击故障集合包括多个外部攻击故障；所述根据所述外部攻击故障集合和所述负荷损失代价，计算所述电网运行状态的综合脆弱性指标的步骤，包括：
15.计算每个所述外部攻击故障对应的负荷损失量；
16.计算所有所述外部攻击故障对应的负荷损失量的平均值，得到所述电网运行状态的综合脆弱性指标。
17.可选地，所述根据所述综合脆弱性指标判断是否启动所述省级电网分区进入所述分区运行状态的步骤，包括：
18.根据所述分区运行状态仿真数据计算所述分区运行状态的分区脆弱性指标；
19.判断所述分区脆弱性指标与所述负荷损失代价的和是否小于所述综合脆弱性指标；
20.若是，启动所述省级电网分区进入所述分区运行状态。
21.本发明还提供了一种省级电网分区启动装置，包括：
22.电网运行状态仿真数据获取模块，用于获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；
23.分区运行状态仿真数据获取模块，用于获取所述当前电网的省级电网分区，并获取所述省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；
24.外部攻击故障集合获取模块，用于获取所述电网运行状态和所述分区运行状态对应的外部攻击故障集合；
25.负荷损失代价计算模块，用于计算由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的负荷损失代价；
26.综合脆弱性指标计算模块，用于根据所述外部攻击故障集合和所述电网运行状态仿真数据，计算所述电网运行状态的综合脆弱性指标；
27.分区模块，用于根据所述综合脆弱性指标判断是否启动所述省级电网分区进入所述分区运行状态。
28.可选地，所述负荷损失代价计算模块，包括：
29.主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率获取子模块，用于获取由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率；
30.负荷损失代价计算子模块，用于计算所述主动分区解列代价系数和所述主动分区解列交流断面功率的乘积，得到由所述电网运行状态进入所述分区运行状态的负荷损失代价。
31.可选地，所述外部攻击故障集合包括多个外部攻击故障；所述综合脆弱性指标计算模块，包括：
32.负荷损失量计算子模块，用于计算每个所述外部攻击故障对应的负荷损失量；
33.综合脆弱性指标计算子模块，用于计算所有所述外部攻击故障对应的负荷损失量的平均值，得到所述电网运行状态的综合脆弱性指标。
34.可选地，所述分区模块，包括：
35.分区脆弱性指标计算子模块，用于根据所述分区运行状态仿真数据计算所述分区运行状态的分区脆弱性指标；
36.判断子模块，用于判断所述分区脆弱性指标与所述负荷损失代价的和是否小于所述综合脆弱性指标；
37.分区子模块，用于若是，启动所述省级电网分区进入所述分区运行状态。
38.本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：
39.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；
40.所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的省级电网分区启动方法。
41.本发明还提供了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如上任一项所述的省级电网分区启动方法。
42.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明通过获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；获取当前电网的省级电网分区，并获取省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；获取电网运行状态对应的外部攻击故障集合；计算由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价；根据外部攻击故障集合和负荷损失代价，计算电网运行状态的综合脆弱性指标；根据综合脆弱性指标判断是否启动省级电网分区进入分区运行状态。降低了极端场景对电力系统的影响，减少了极端场景带来的损失。
附图说明
43.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
44.图1为本发明实施例提供的一种省级电网分区启动方法的步骤流程图；
45.图2为本发明另一实施例提供的一种省级电网分区启动方法的步骤流程图；
46.图3为本发明实施例提供的一种省级电网分区运行示意图；
47.图4为本发明实施例提供的一种省级电网分区启动装置的结构框图。
具体实施方式
48.本发明实施例提供了一种省级电网分区启动方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决极端场景对电力系统影响巨大，容易造成巨大损失的技术问题。
49.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
50.请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种省级电网分区启动方法的步骤流程图。
51.本发明提供的一种省级电网分区启动方法，具体可以包括以下步骤：
52.步骤101，获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；
53.在本发明实施例中，可以获取电网当前的电网运行状态的潮流及拓扑结构，生成bpa(电力系统大规机电暂态仿真程序)仿真数据，作为当前的电网运行状态的电网运行状态仿真数据。
54.步骤102，获取当前电网的省级电网分区，并获取省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；
55.在本发明实施例中，电网中可以包括若干个省级电网分区，每个省级电网分区在独立运行时，会有相应的分区运行状态。通过对省级电网分区的运行仿真，可以得到省级电网分区的当前分区运行状态的分区运行状态仿真数据。
56.步骤103，获取电网运行状态和分区运行状态对应的外部攻击故障集合；
57.极端情况下，电网遭受外部攻击形式主要有网络攻击、电磁攻击、石墨炸弹攻击、暴恐攻击等。其中网络攻击主要通过网络入侵方式来破坏和控制电力监控网络系统，如调度自动化系统、继电保护和安全稳定控制系统等。电磁攻击主要通过电磁脉冲炸弹等方式来释放电磁脉冲，对电网二次设备的电子元件造成破坏。石墨炸弹攻击主要通过释放导电纤维网的方式造成电网一次设备短路，暴恐袭击主要通过暴力破坏的方式造成电力设施的损坏。
58.在具体实现中，上述外部攻击可能给电网带来两种严重故障形态：全站失压故障和输电断面线路故障。
59.电网受到的实际外部攻击所产生的外部攻击故障，会影响到当前电网的电网运行状态和对应的省级电网分区的分区运行状态，而根据电网运行状态仿真
60.步骤104，计算由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价；
61.在实际场景中，主动将电网从电网运行状态进入省级电网分区的分区运行状态是存在代价的，在功率平衡过程中可能损失部分负荷。
62.在本发明实施例中，需要计算电网由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价。
63.步骤105，根据外部攻击故障集合和电网运行状态仿真数据，计算电网运行状态的综合脆弱性指标；
64.在本发明实施例中，在获取到外部攻击故障集合后，可以结合电网运行状态仿真数据，计算电网运行状态的综合脆弱性指标。
65.步骤106，根据综合脆弱性指标判断是否启动省级电网分区进入分区运行状态。
66.在本发明实施例中，在获取到综合脆弱性指标后，可以根据综合脆弱性指标的大小来判断是否将电网运行状态转入省级电网分区的分区运行状态。
67.本发明通过获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；获取当前电网的省级电网分区，并获取省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；获取电网运行状态对应的外部攻击故障集合；计算由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价；根据外部攻击故障集合和负荷损失代价，计算电网运行状态的综合脆弱性指标；根据综合脆弱性指标判断是否启动省级电网分区进入分区运行状态。降低了极端场景对电力系统的影响，减少了极端场景带来的损失。
68.请参阅图2，图2为本发明另一实施例提供的一种省级电网分区启动方法的步骤流程图，具体可以包括：
69.步骤201，获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；
70.在本发明实施例中，可以获取电网当前的电网运行状态si的潮流及拓扑结构，生成bpa(电力系统大规机电暂态仿真程序)仿真数据，作为当前的电网运行状态的电网运行
状态仿真数据。
71.步骤202，获取当前电网的省级电网分区，并获取省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；
72.在本发明实施例中，可以通过提前规划的省级电网分区运行区域划分，断开相关主要联络线，形成省级电网分区的分区运行状态s
′i，并获取s
′i的分区运行状态仿真数据。
73.步骤203，获取电网运行状态和分区运行状态对应的外部攻击故障集合；
74.在本发明实施例中，可以获取导致形成电网运行状态和分区运行状态的外部攻击触发的外部攻击故障，得到外部攻击故障集合。
75.外部攻击故障记录了不同外部攻击导致的外部攻击故障。
76.步骤204，获取由电网运行状态进入分区运行状态的主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率；
77.步骤205，计算主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率的乘积，得到由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价；
78.在实际场景中，主动将电网从电网运行状态进入省级电网分区的分区运行状态是存在代价的，在功率平衡过程中可能损失部分负荷。
79.在本发明实施例中，需要计算电网由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价。
80.在具体实现中，可以通过以下公式计算电网由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价pricei：
81.pricei＝αp
tie
82.其中，α为主动分区解列代价系数；p
tie
为主动分区解列交流断面功率。
83.步骤206，根据外部攻击故障集合和电网运行状态仿真数据，计算电网运行状态的综合脆弱性指标；
84.在本发明实施例中，在获取到外部攻击故障集合后，可以结合电网运行状态仿真数据，计算电网运行状态的综合脆弱性指标。
85.在一个示例中，外部攻击故障集合包括多个外部攻击故障；根据外部攻击故障集合和负荷损失代价，计算电网运行状态的综合脆弱性指标的步骤，可以包括以下子步骤：
86.s61，计算每个外部攻击故障对应的负荷损失量；
87.s62，计算所有外部攻击故障对应的负荷损失量的平均值，得到电网运行状态的综合脆弱性指标。
88.在具体实现中，可以以电网负荷损失量评估电网受攻击的综合脆弱性指标。设电网运行状态si，遭受到外部攻击故障集合为ai＝{a
i1
,a
i2
,
……aim
}，发生故障a
i1
时，对应的负荷损失量为pl
i1
，则当前电网的运行状态si对应的负荷损失量为pli＝{pl
i1
,pl
i2
,
……
pl
im
}。
89.考虑到重要用户是外部攻击的高价值打击目标，外部攻击具有蓄意性和针对性，定义电网运行状态si的综合脆弱性指标为外部攻击故障集合ai对应的负荷损失量最大的三个故障的平均值，即：
90.91.其中，δsi为电网运行状态si的综合脆弱性指标，max1(pli)代表数组pli的最大值；max2(pli)代表数组pli的第二大值；max3(pli)代表数组pli的第三大值。
92.其中，负荷损失量可以根据电网运行状态仿真数据计算得到。
93.步骤207，根据综合脆弱性指标判断是否启动省级电网分区进入分区运行状态。
94.在本发明实施例中，在获取到综合脆弱性指标后，可以根据综合脆弱性指标的大小来判断是否将电网运行状态转入省级电网分区的分区运行状态。
95.在一个示例中，步骤207可以包括以下子步骤：
96.s71，根据分区运行状态仿真数据计算分区运行状态的分区脆弱性指标；
97.s72，判断分区脆弱性指标与负荷损失代价的和是否小于综合脆弱性指标；
98.s73，若是，启动省级电网分区进入分区运行状态。
99.在本发明实施例中，可以采用与计算电网综合脆弱性指标相同的方式，计算省级电网分区的分区脆弱性指标。然后判断分区脆弱性指标与负荷损失代价的和是否小于综合脆弱性指标，来判断是否将电网由电网运行状态转入分区运行状态。
100.在具体实现中，当满足以下条件时，可以启动主动解列措施，使电网由电网运行状态进入省级电网分区的分区电网运行状态。
101.δs
′i+pricei《δsi102.即当分区运行状态s
′i遭受到外部攻击故障集合最严重的3个故障的平均负荷损失+负荷损失代价＜当前同步的电网运行状态si遭受到外部攻击故障集合最严重的3个故障的平均负荷损失时，建议采取主动分区措施。
103.本发明通过获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；获取当前电网的省级电网分区，并获取省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；获取电网运行状态对应的外部攻击故障集合；计算由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价；根据外部攻击故障集合和负荷损失代价，计算电网运行状态的综合脆弱性指标；根据综合脆弱性指标判断是否启动省级电网分区进入分区运行状态。降低了极端场景对电力系统的影响，减少了极端场景带来的损失。
104.为便于理解，以下通过具体示例对本发明实施例进行说明：
105.请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种省级电网分区运行示意图。
106.假设存在运行状态s1，运行状态s1为全接线方式s0受到外部攻击导致某交流双线跳闸形成的，此时两大省级网区主要联络线功率为约5000mw；运行状态s2为运行状态s1再次受到外部攻击导致另外的交流联络线跳闸过渡形成的，此时主动分区解列交流断面功率约为5000mw。
107.与该区域强相关的外部攻击故障集合为：
108.a1＝a2＝{a
11
，a
12
，a
13
，a
14,
，a
15
，a
16
……
}
109.计算结果如下表1所示：
[0110][0111]
表1
[0112]
计算结果分析：
[0113]
1)考虑经运行方式调整后主动解列，负荷损失代价price1＝αp
tie
为0.5*5000mw＝2500mw。
[0114]
2)对于运行状态s1，其对应的δs1＝444mw，δs
′1+αp
tie
＝3840mw》δs1＝444mw。因此，不建议采取主动解列措施。
[0115]
3)对于运行状态s2，其对应的δs2＝7994mw，δs
′2+αp
tie
＝3840mw《δs2＝7994mw。因此，对于运行状态s2，应尽快调整区域内机组出力、控制区域内负荷，控制对外联络线功率基本为零，实施主动解列，避免下一次攻击导致系统损失大量负荷。
[0116]
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种省级电网分区启动装置的结构框图。
[0117]
本发明实施例提供了一种省级电网分区启动装置，包括：
[0118]
电网运行状态仿真数据获取模块401，用于获取当前电网的电网运行状态的电网运行状态仿真数据；
[0119]
分区运行状态仿真数据获取模块402，用于获取当前电网的省级电网分区，并获取省级电网分区的分区运行状态的分区运行状态仿真数据；
[0120]
外部攻击故障集合获取模块403，用于获取电网运行状态和分区运行状态对应的外部攻击故障集合；
[0121]
负荷损失代价计算模块404，用于计算由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价；
[0122]
综合脆弱性指标计算模块405，用于根据外部攻击故障集合和电网运行状态仿真数据，计算电网运行状态的综合脆弱性指标；
[0123]
分区模块406，用于根据综合脆弱性指标判断是否启动省级电网分区进入分区运行状态。
[0124]
在本发明实施例中，负荷损失代价计算模块404，包括：
[0125]
主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率获取子模块，用于获取由电网运行状态进入分区运行状态的主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率；
[0126]
负荷损失代价计算子模块，用于计算主动分区解列代价系数和主动分区解列交流断面功率的乘积，得到由电网运行状态进入分区运行状态的负荷损失代价。
[0127]
在本发明实施例中，外部攻击故障集合包括多个外部攻击故障；综合脆弱性指标计算模块405，包括：
[0128]
负荷损失量计算子模块，用于计算每个外部攻击故障对应的负荷损失量；
[0129]
综合脆弱性指标计算子模块，用于计算所有外部攻击故障对应的负荷损失量的平均值，得到电网运行状态的综合脆弱性指标。
[0130]
在本发明实施例中，分区模块406，包括：
[0131]
分区脆弱性指标计算子模块，用于根据分区运行状态仿真数据计算分区运行状态的分区脆弱性指标；
[0132]
判断子模块，用于判断分区脆弱性指标与负荷损失代价的和是否小于综合脆弱性指标；
[0133]
分区子模块，用于若是，启动省级电网分区进入分区运行状态。
[0134]
本发明实施例还提供了一种电子设备，设备包括处理器以及存储器：
[0135]
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
[0136]
处理器用于根据程序代码中的指令执行本发明实施例的省级电网分区启动方法。
[0137]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明实施例的省级电网分区启动方法。
[0138]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0139]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0140]
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0141]
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0142]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0143]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0144]
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为
包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0145]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0146]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。