《一种基于风险理论的电网运行状态评估方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于风险理论的电网运行状态评估方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103646350 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103646350 A (21)申请号 201310508940.7 (22)申请日 2013.10.25 G06Q 50/06(2012.01) (71)申请人 南昌大学 地址 330031 江西省南昌市南昌大学红谷滩 新区学府大道 999 号 (72)发明人 张忠会 谢义苗 何乐彰 王卉 许威 何叶 张琪琪 胡一波 万东 李玉婷 (74)专利代理机构 南昌市平凡知识产权代理事 务所 36122 代理人 夏材祥 (54) 发明名称 一种基于风险理论的电网运行状态评估方法 (57) 摘要 一种基于。
2、风险理论的电网运行状态评估方 法， 其步骤是 ： 整理数据， 构建数据处理模块 ； 计 算电网元件的停运概率 ； 元件停运概率数据存 储 ； 使用蒙特卡罗方法方法抽取电网运行状态 ； 系统状态分析 ； 通过子模块 5 进行系统状态分 析， 判断是否发生线路过载、 电压越限、 母线孤立 或者系统分离成孤岛等问题 ； 电网运行风险指标 计算 ； 分析电网运行状态风险指标结果， 给出电 网的薄弱环节 ； 本发明对电网运行状态进行风险 评估 ； 使用蒙特卡罗方法模拟电网的实际运行状 态， 较为合理地考虑了电网事件随机性质 ； 使用 了不同的风险指标， 从多角度、 多层次评估了电网 运行状态风险 ； 并。
3、对电网运行状态风险的评估结 果进行了分析， 给出了电网的薄弱环节。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103646350 A CN 103646350 A 1/2 页 2 1. 一种基于风险理论的电网运行状态评估方法， 其特征是， 所述方法包括下列步骤 ： 第一步， 整理数据， 构建数据处理模块 ； 基础数据包括元件历史统计数据、 元件运行年限数据、 气象数据和运行监测数据 ； 其中 元件历史统计数据、 元件运行年限数据和气象数据主。
4、要用于计算元件的停运概率 ； 运行监 测数据则是电网运行相关的数据， 用于分析计算评估电网运行状态的风险 ； 第二步， 计算电网元件的停运概率 ； 元件停运概率的计算是电网运行风险评价工作的基础 ； 电网是由大量的发电机、 架空输电线路、 电缆、 变压器、 断路器、 隔离开关等设备组成 的， 元件的停运是系统失效的根本原因， 因此计算电网元件停运概率要综合考虑元件可修 复强迫失效、 老化失效及环境相依失效三方面因素 ； 第三步， 元件停运概率数据存储 ； 将第二步计算的元件停运概率数据存储在工作区间， 作为第四步蒙特卡罗抽样方法的 输入数据 ； 第四步， 使用蒙特卡罗方法方法抽取电网运行状态 。
5、； 考虑到电网元件停运具有随机性质， 任意一个元件随时都有可能退出运行， 故使用蒙 特卡罗方法对发电机、 架空输电线路、 电缆、 变压器、 断路器、 隔离开关的运行状态进行随机 模拟， 形成电网运行系统状态 ； 蒙特卡罗抽取系统状态步骤为 ： （1） 通过计算机产生 0,1 之间的随机数， 同时取得第三步中的元件失效概率 ； （2） 将计算机产生的随机数与元件的失效概率对比 ； 若随机数大于元件失效概率， 则该 元件处于工作状态 ； 否则， 元件失效 ； （3） 对于有 n 个元件的系统， 系统的一个维数为 n 的状态矢量行矩阵 ； （4） 判断是否达到抽样次数 ； 若达到， 则转第 （5） 。
6、步 ； 否则， 返回第 （1） 步 ； （5） 统计不同状态矢量出现的次数； （6） 计算系统状态失效概率 ； 式中 ： 为总的抽样数 ； 是在抽样中系统状态出现的次数 ； 第五步， 系统状态分析 ； 根据构建的系统状态分析子模块， 判断是否发生线路过载、 电压越限、 母线孤立或者系 统分离成孤岛等问题 ； 第六步， 电网运行风险指标计算 ； 其具体计算步骤为 ： （1） 从第三步获取电网元件的失效概率数据 ； （2） 使用第四步的方法抽取电网运行系统状态 ； （3） 对系统状态进行潮流计算 ； 权 利 要 求 书 CN 103646350 A 2 2/2 页 3 （4） 分析潮流计算的结果，。
7、 有无发生第五步出现的问题 ； 如出现上述问题， 转第 （5） 步 ； 否则， 返回第 （3） 步 ； （5） 计算电网事件发生的概率 ； （6） 计算电网事件所产生的后果 ； （7） 计算电网事件的风险 ； （8） 判断是否所有状态计算完毕 ； 若完成， 则转入第 （9） 步 ； 否则， 返回第 （3） 步 ； （9） 输出电网运行风险指标结果 ； 第七步， 分析电网运行状态风险指标结果， 给出电网的薄弱环节 ； 根据前六步计算的风险指标结果， 对风险评估结果库中元件的风险值大小进行排序， 风险值越大， 表示该元件是电网的薄弱环节。 权 利 要 求 书 CN 103646350 A 3 1/。
8、4 页 4 一种基于风险理论的电网运行状态评估方法 技术领域 0001 本发明属于电网风险评估领域， 具体涉及一种基于风险理论的电网运行状态评估 方法。 背景技术 0002 最近几十年世界范围内发生的多起重大停电事件表明 ： 由于电网行为本质的随机 性质， 导致电网的风险无法避免。 但是通过电网规划、 设计、 运行以及检修， 仍可以将电网的 风险控制在目标水平。电网构成复杂， 由多个元素构成， 其中包括先进的技术、 可靠的运行 设备和高素质的管理人员等。组成系统的任一个元素偏离的正常状态， 都可能破坏系统的 平衡， 若果处理不合适， 可能引起事故的扩大， 产生更为严重的后果。 0003 当前，。
9、 随着电力市场改革程度的推进， 管理机构的更迭及新的成员参与电力市场， 使电网的结构和运行管理都发生重大变化， 电力公用事业中难以控制的不确定因素及其对 电网的影响进一步加深， 使得电网的安全稳定运行面临着挑战。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种基于风险理论的电网运行状态评估方法， 考虑了大量 电网的随机事件， 在实际工程中计及各种不确定因素评估电网运行状态风险， 较为合理地 模拟了电网的实际运行。 0005 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 首先整理数据， 构建输入数据处理 模块， 通过子模块1输入电网运行状态评估基础数据， 其次使用子模块2对基础数据中的元 件可靠性参。
10、数进行处理， 将得到的元件停运概率存储在子模块 3 中 ； 然后， 使用蒙特卡罗模 拟模块 4 尽可能地模拟电网实际运行情况， 形成电网的系统状态 ； 最后， 对电网运行状态进 行风险评估， 通过子模块 5 进行系统状态分析， 判断是否发生线路过载、 电压越限、 母线孤 立或者系统分离成孤岛等问题， 使用子模块6计算相应的风险指标， 子模块7分析风险评估 结果。本发明使用了不同的风险指标， 从多角度、 多层次评估了电网运行状态风险， 使运行 管理人员全面了解电网运行存在的风险， 为电网运行方案的制定提供参考依据。 0006 为了实现上述目的， 本发明所述一种基于风险理论的电网运行状态评估方法的。
11、步 骤如下 ： 第一步， 整理数据， 构建数据处理模块 ； 基础数据包括元件历史统计数据、 元件运行年限数据、 气象数据和运行监测数据 ； 其中 元件历史统计数据、 元件运行年限数据和气象数据主要用于计算元件的停运概率 ； 运行监 测数据则是电网运行相关的数据， 用于分析计算评估电网运行状态的风险 ； 第二步， 计算电网元件的停运概率 ； 元件停运概率的计算是电网运行风险评价工作的基础。电网是由大量的发电机、 架空 输电线路、 电缆、 变压器、 断路器、 隔离开关等设备组成的， 元件的停运是系统失效的根本原 因。因此计算电网元件停运概率要综合考虑元件可修复强迫失效、 老化失效及环境相依失 说 。
12、明 书 CN 103646350 A 4 2/4 页 5 效三方面因素。 0007 第三步， 元件停运概率数据存储 ； 将第二步计算的元件停运概率数据存储在工作区间， 作为第四步蒙特卡罗抽样方法的 输入数据。 0008 第四步， 使用蒙特卡罗方法方法抽取电网运行状态 ； 考虑到电网元件停运具有随机性质， 任意一个元件随时都有可能退出运行， 故使用蒙 特卡罗方法对发电机、 架空输电线路、 电缆、 变压器、 断路器、 隔离开关的运行状态进行随机 模拟， 形成电网运行系统状态 ； 蒙特卡罗抽取系统状态步骤为 ： （1） 通过计算机产生 0,1 之间的随机数， 同时取得第三步中的元件失效概率 ； （2。
13、） 将计算机产生的随机数与元件的失效概率对比 ； 若随机数大于元件失效概率， 则该 元件处于工作状态 ； 否则， 元件失效 ； （3） 对于有 n 个元件的系统， 系统的一个维数为 n 的状态矢量行矩阵 ； （4） 判断是否达到抽样次数 ； 若达到， 则转第 （5） 步 ； 否则， 返回第 （1） 步 ； （5） 统计不同状态矢量出现的次数； （6） 计算系统状态失效概率 ； 式中 ： 为总的抽样数 ； 是在抽样中系统状态出现的次数。 0009 第五步， 系统状态分析 ； 根据构建的系统状态分析子模块， 判断是否发生线路过载、 电压越限、 母线孤立或者系 统分离成孤岛等问题。 0010 第六步。
14、， 电网运行风险指标计算 ； 其具体计算步骤为 ： （1） 从第三步获取电网元件的失效概率数据 ； （2） 使用第四步的方法抽取电网运行系统状态 ； （3） 对系统状态进行潮流计算 ； （4） 分析潮流计算的结果， 有无发生第五步出现的问题 ； 如出现上述问题， 转第 （5） 步 ； 否则， 返回第 （3） 步 ； （5） 计算电网事件发生的概率 ； （6） 计算电网事件所产生的后果 ； （7） 计算电网事件的风险 ； （8） 判断是否所有状态计算完毕 ； 若完成， 则转入第 （9） 步 ； 否则， 返回第 （3） 步 ； （9） 输出电网运行风险指标结果。 0011 第七步， 分析电网运行状。
15、态风险指标结果， 给出电网的薄弱环节 ； 根据前六步计算的风险指标结果， 对风险评估结果库中元件的风险值大小进行排序， 风险值越大， 表示该元件是电网的薄弱环节。 说 明 书 CN 103646350 A 5 3/4 页 6 0012 本发明的有益效果是 ： 本发明考虑了电网事件的随机性质， 使用了不同的风险指 标， 从多角度、 多层次评估了电网运行状态风险 ； 并对电网运行状态风险的评估结果进行了 分析， 给出了电网的薄弱环节， 使运行管理人员全面了解电网运行存在的风险， 为电网运行 方案的制定提供参考依据。 附图说明 0013 图 1 为一种基于风险理论的电网运行状态评估方法所构造的评估系。
16、统结构示意 图 ； 图 2 为电网运行状态风险评估流程图 ； 图 3 为风险指标计算流程图。 具体实施方式 0014 本发明所述一种基于风险理论的电网运行状态评估方法的步骤如下 ： 第一步， 整理数据， 构建数据处理模块 ； 基础数据包括元件历史统计数据、 元件运行年限数据、 气象数据和运行监测数据 ； 其中 元件历史统计数据、 元件运行年限数据和气象数据主要用于计算元件的停运概率 ； 运行监 测数据则是电网运行相关的数据， 用于分析计算评估电网运行状态的风险 ； 第二步， 计算电网元件的停运概率 ； 元件停运概率的计算是电网运行风险评价工作的基础。电网是由大量的发电机、 架空 输电线路、 电。
17、缆、 变压器、 断路器、 隔离开关等设备组成的， 元件的停运是系统失效的根本原 因。因此计算电网元件停运概率要综合考虑元件可修复强迫失效、 老化失效及环境相依失 效三方面因素。 0015 第三步， 元件停运概率数据存储 ； 将第二步计算的元件停运概率数据存储在工作区间， 作为第四步蒙特卡罗抽样方法的 输入数据。 0016 第四步， 使用蒙特卡罗方法方法抽取电网运行状态 ； 考虑到电网元件停运具有随机性质， 任意一个元件随时都有可能退出运行， 故使用蒙 特卡罗方法对发电机、 架空输电线路、 电缆、 变压器、 断路器、 隔离开关的运行状态进行随机 模拟， 形成电网运行系统状态 ； 蒙特卡罗抽取系统。
18、状态步骤为 ： （1） 通过计算机产生 0,1 之间的随机数， 同时取得第三步中的元件失效概率 ； （2） 将计算机产生的随机数与元件的失效概率对比 ； 若随机数大于元件失效概率， 则该 元件处于工作状态 ； 否则， 元件失效 ； （3） 对于有 n 个元件的系统， 系统的一个维数为 n 的状态矢量行矩阵 ； （4） 判断是否达到抽样次数 ； 若达到， 则转第 （5） 步 ； 否则， 返回第 （1） 步 ； （5） 统计不同状态矢量出现的次数； （6） 计算系统状态失效概率 ； 说 明 书 CN 103646350 A 6 4/4 页 7 式中 ： 为总的抽样数 ； 是在抽样中系统状态出现的次。
19、数。 0017 第五步， 系统状态分析 ； 根据构建的系统状态分析子模块， 判断是否发生线路过载、 电压越限、 母线孤立或者系 统分离成孤岛等问题。 0018 第六步， 电网运行风险指标计算 ； 其具体计算步骤为 ： （1） 从第三步获取电网元件的失效概率数据 ； （2） 使用第四步的方法抽取电网运行系统状态 ； （3） 对系统状态进行潮流计算 ； （4） 分析潮流计算的结果， 有无发生第五步出现的问题 ； 如出现上述问题， 转第 （5） 步 ； 否则， 返回第 （3） 步 ； （5） 计算电网事件发生的概率 ； （6） 计算电网事件所产生的后果 ； （7） 计算电网事件的风险 ； （8） 判断是否所有状态计算完毕 ； 若完成， 则转入第 （9） 步 ； 否则， 返回第 （3） 步 ； （9） 输出电网运行风险指标结果。 0019 第七步， 分析电网运行状态风险指标结果， 给出电网的薄弱环节 ； 根据前六步计算的风险指标结果， 对风险评估结果库中元件的风险值大小进行排序， 风险值越大， 表示该元件是电网的薄弱环节。 说 明 书 CN 103646350 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103646350 A 8 2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103646350 A 9 。