專利名稱：一種基于在線采集數(shù)據(jù)的城市電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市電網(wǎng)運(yùn)行分析，具體涉及一種基于在線采集數(shù)據(jù)的城市電網(wǎng)風(fēng)險 評估系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市電網(wǎng)風(fēng)險是在確定的時間段內(nèi)，由于城市電網(wǎng)中負(fù)荷的不確定性和設(shè)備失效 模式的不確定性，導(dǎo)致城市電網(wǎng)造成損失以及損失發(fā)生概率的大小。城市電網(wǎng)風(fēng)險的根源 在于其行為的概率特性，電網(wǎng)中設(shè)備的故障、負(fù)荷、外部自然和人為等因素的影響都具有不 確定性，而這些因素可能會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生由局部直至大面積的停電。城市電網(wǎng)概率風(fēng)險評 估是通過建立表征系統(tǒng)風(fēng)險的指標(biāo)，辨識失效事件發(fā)生的可能性和后果的嚴(yán)重程度，反映 城市電網(wǎng)行為、負(fù)荷變化以及元件故障等方面的概率屬性；確定系統(tǒng)可接受的風(fēng)險水平和 風(fēng)險控制措施。目前風(fēng)險評估方法多用于電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，應(yīng)用長期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析較長時段 (年)內(nèi)的電網(wǎng)風(fēng)險，無需獲取、使用電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)。隨著城市電網(wǎng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電網(wǎng)內(nèi)外部威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的 各種風(fēng)險因素越來越多，給電網(wǎng)運(yùn)行管理帶來很大挑戰(zhàn)。目前，雖然EMS系統(tǒng)可以進(jìn)行電網(wǎng) 安全分析和計(jì)算，但其網(wǎng)絡(luò)分析功能的應(yīng)用模式主要還是在接到調(diào)度員請求后才執(zhí)行，側(cè) 重研究模式，缺少自動跟蹤電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、在線發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)安全性問題的功能。在城市電網(wǎng)運(yùn) 行管理中引入概率風(fēng)險評估，可以反映電力系統(tǒng)行為、負(fù)荷變化以及元件故障等方面的概 率屬性，并給出城市電網(wǎng)的風(fēng)險水平量化值，是城市電網(wǎng)運(yùn)行確定性分析方法的重要補(bǔ)充。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將風(fēng)險評估方法應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行的在線監(jiān)視和預(yù)警，通過對電網(wǎng) 在線數(shù)據(jù)的采集、篩選、轉(zhuǎn)換，建立城市電網(wǎng)在線風(fēng)險評估計(jì)算模型，進(jìn)行分析和計(jì)算，指出 電網(wǎng)在未來數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)是否滿足安全性標(biāo)準(zhǔn)；如不滿足，則給出電網(wǎng)在相應(yīng)時間段內(nèi)， 偏離安全運(yùn)行狀態(tài)的可能性以及偏離程度的綜合度量，即電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險度，并指出造成 電網(wǎng)風(fēng)險的對應(yīng)風(fēng)險因素和事件，最終將分析結(jié)果以三維可視化的方式進(jìn)行顯示，從而提 高城市電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，減少停電損失。對于保證城市電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有很大的社會 和經(jīng)濟(jì)價值。本發(fā)明提出了一種基于在線采集數(shù)據(jù)的城市電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)，包括電網(wǎng)運(yùn)行數(shù) 據(jù)采集模塊(1)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊( 、風(fēng)險評估模塊( 、web服務(wù)器(4)和web富 客戶端應(yīng)用程序(5)；所述電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊⑴、電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊⑵和風(fēng)險評估模塊⑶ 分別安裝在相互通過局域網(wǎng)連接的不同計(jì)算機(jī)上，或安裝在同一臺計(jì)算機(jī)上，通過局域網(wǎng) 與電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連接；web服務(wù)器(4)通過局域網(wǎng)與安裝了電網(wǎng)運(yùn) 行數(shù)據(jù)采集模塊(1)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊( 和風(fēng)險評估模塊C3)的計(jì)算機(jī)相連接，web 富客戶端應(yīng)用程序( 安裝在一臺具有web瀏覽器計(jì)算機(jī)上，通過局域網(wǎng)和web服務(wù)器連接，所述web富客戶端應(yīng)用程序( 是利用Adobe公司Flex技術(shù)開發(fā)的，運(yùn)行在web瀏覽 器上，具備豐富的圖形展現(xiàn)力的web應(yīng)用程序。本發(fā)明還提出了一種使用上述系統(tǒng)的評估方法，包括以下步驟(1)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊(1)通過網(wǎng)絡(luò)從電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 中讀取電網(wǎng)基本設(shè)備數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時運(yùn)行數(shù) 據(jù)；(2)電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊(2)根據(jù)步驟1得到的數(shù)據(jù)，得出電網(wǎng)中各種開關(guān)的開 合狀態(tài)，線路的連接關(guān)系，變壓器的分接頭連接狀態(tài)等信息，進(jìn)而建立電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行 方式的模型；(3)風(fēng)險評估模塊( 對電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行情況進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)計(jì)算；(4)風(fēng)險評估模塊( 根據(jù)狀態(tài)估計(jì)結(jié)果計(jì)算基態(tài)潮流；(5)風(fēng)險評估模塊(3)根據(jù)狀態(tài)估計(jì)結(jié)果計(jì)算前一天的每隔15分鐘的歷史潮流；(6)風(fēng)險評估模塊C3)使用蒙特卡羅算法，根據(jù)可能影響電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的天氣及 其他災(zāi)害風(fēng)險數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)判斷各種設(shè)備出現(xiàn)故障的概率；(7)風(fēng)險評估模塊( 根據(jù)基態(tài)潮流計(jì)算Ν-k狀態(tài)潮流；(8)風(fēng)險評估模塊(3)比較各次潮流計(jì)算結(jié)果，及出現(xiàn)的概率，計(jì)算各種風(fēng)險評估 值；(9) web服務(wù)器(4)利用計(jì)算結(jié)果，組成風(fēng)險評估報(bào)告web頁面；(10)web富客戶端應(yīng)用程序(5)從web服務(wù)器中取得評估報(bào)告頁面，并顯示。本發(fā)明的有益效果是(1)建立了城市電網(wǎng)在線風(fēng)險評估計(jì)算分析數(shù)據(jù)的采集、篩選、轉(zhuǎn)換和建模的結(jié) 構(gòu)、模式和體系；(2)將風(fēng)險評估方法應(yīng)用于城市電網(wǎng)在線評估分析，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險評估方法從離線 到在線，從規(guī)劃分析到運(yùn)行分析的應(yīng)用；(3)設(shè)計(jì)了城市電網(wǎng)風(fēng)險分析結(jié)果的數(shù)據(jù)流程，建立了可視化展示風(fēng)險的結(jié)構(gòu)體 系。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)造示意圖，顯示了系統(tǒng)的基本構(gòu)造和數(shù)據(jù)流。圖2是依據(jù)本發(fā)明的電網(wǎng)風(fēng)險評估流程示意圖，顯示了如何從電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中得 出風(fēng)險評估結(jié)果的主要步驟。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法涉及到的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)相當(dāng)大，用到的電力計(jì)算算法復(fù)雜，且大多 數(shù)算法都是公知常識，無需詳細(xì)說明，下面僅簡單舉例說明1)以某地區(qū)配電網(wǎng)為例，首先取得靜態(tài)數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，需要通 過數(shù)據(jù)接口從電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)庫獲取；然后取得動態(tài)數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)在線量測數(shù)據(jù)， 同樣需要通過數(shù)據(jù)接口從電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)庫獲??；
2)在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓?fù)浞治?，拓?fù)浞治鍪歉鶕?jù)開關(guān)狀態(tài)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)/開 關(guān)模型(電氣模型)轉(zhuǎn)化為模型/支路模型(計(jì)算模型)，為風(fēng)險分析計(jì)算提供基礎(chǔ)。3)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，負(fù)荷預(yù)測結(jié)果是風(fēng)險評估的重要基礎(chǔ)參數(shù)。城市電網(wǎng)在線風(fēng)險 評估的評估時段包括當(dāng)前時段和未來數(shù)天，需要通過短期、超短期負(fù)荷預(yù)測方法，建立未來 數(shù)天內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測曲線。對于較長時段的風(fēng)險評估，可以通過負(fù)荷數(shù)據(jù)處理建立一個廣義 負(fù)荷水平分級表，用相應(yīng)的分布模型來表征負(fù)荷的不確定性。4)選擇預(yù)想事故集，包括N-I故障和預(yù)先設(shè)定的N-k故障，針對不同的分析時段和 分析目標(biāo)，可以選擇不同的預(yù)想事故集。預(yù)想事故分析是根據(jù)設(shè)定的預(yù)想事故集，通過潮流 計(jì)算，分析不同預(yù)想事故狀態(tài)下，發(fā)生越限的元件(負(fù)荷越限、電壓越限)，并計(jì)算元件的越 限程度。5)進(jìn)行風(fēng)險指標(biāo)計(jì)算，通過統(tǒng)計(jì)蒙特卡羅模擬中抽樣出的失效狀態(tài)的概率，以 及失效狀態(tài)計(jì)算出的越限指標(biāo)，計(jì)算得出各風(fēng)險指標(biāo)，指標(biāo)包括運(yùn)行越限在線風(fēng)險指標(biāo) (OOPRI)、損失負(fù)荷在線風(fēng)險指標(biāo)(LOPRI)、損失電量在線風(fēng)險指標(biāo)(EOPRI)、低電壓在線風(fēng) 險指標(biāo)(VOPRI)。以運(yùn)行越限在線風(fēng)險指標(biāo)(OOPRI)為例，運(yùn)行越限在線風(fēng)險指標(biāo)(OOPRI)用于指 示城市電網(wǎng)在評估時段內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，包括變壓器負(fù)載、線路潮流、母線電壓等，超過 運(yùn)行限值的概率。運(yùn)行人員和規(guī)劃人員可以根據(jù)OOPRI指標(biāo)值的大小判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不
符合運(yùn)行約束的風(fēng)險發(fā)生的可能性。計(jì)算公式如下
( \ ηmOOPRI = Σ Pr(Condi) Σ ^KEj\Condi)xOSev(Ej,Condi)其中n是評估時段內(nèi)預(yù)測的負(fù)荷模式的個數(shù)；m是預(yù)想事故集中預(yù)想事故的個數(shù)；Pr(Condi)是預(yù)測的負(fù)荷模式的概率；Pr (Ej | Condi)是某負(fù)荷模式下預(yù)想事故發(fā)生的概率；OSev(Ej, Condi)是后果評價參數(shù)，這里發(fā)生過載為1，不發(fā)生過載為O。OOPRI的計(jì)算流程是1.選擇一個負(fù)荷模式；2.選擇一個預(yù)想事故集；3.潮流計(jì)算，發(fā)生越限通知潮流優(yōu)化校正子模塊，不發(fā)生越限OSev (Ep Condi)為 O ；4.優(yōu)化校正潮流，校正后仍然越限OSev 」，Condi)為1，否這為O ；5.是否選擇完預(yù)想事故集，否回到2，是下一步；6.是否選擇完負(fù)荷模式，否回到1，是下一步；7.運(yùn)用公式計(jì)算OOPRI。上面已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅 是例證性的，而不是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.一種基于在線采集數(shù)據(jù)的城市電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于包括電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊(1)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊O)、風(fēng)險評估模塊(3)、web 服務(wù)器(4)和web富客戶端應(yīng)用程序(5)；所述電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊(1)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊( 和風(fēng)險評估模塊(3)分 別安裝在相互通過局域網(wǎng)連接的不同計(jì)算機(jī)上，或安裝在同一臺計(jì)算機(jī)上，通過局域網(wǎng)與 電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連接；web服務(wù)器(4)通過局域網(wǎng)與安裝了電網(wǎng)運(yùn)行 數(shù)據(jù)采集模塊(1)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊( 和風(fēng)險評估模塊(3)的計(jì)算機(jī)相連接，web 富客戶端應(yīng)用程序( 安裝在一臺具有web瀏覽器計(jì)算機(jī)上，通過局域網(wǎng)和web服務(wù)器連 接，所述web富客戶端應(yīng)用程序( 是利用Adobe公司Flex技術(shù)開發(fā)的，運(yùn)行在web瀏覽 器上，具備豐富的圖形展現(xiàn)力的web應(yīng)用程序。
2.一種使用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的評估方法，其特征在于包括以下步驟(1)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊(1)通過網(wǎng)絡(luò)從電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取 電網(wǎng)基本設(shè)備數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)；(2)電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊( 根據(jù)步驟1得到的數(shù)據(jù)，得出電網(wǎng)中各種開關(guān)的開合狀 態(tài)，線路的連接關(guān)系，變壓器的分接頭連接狀態(tài)等信息，進(jìn)而建立電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式 的模型；(3)風(fēng)險評估模塊( 對電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行情況進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)計(jì)算；(4)風(fēng)險評估模塊( 根據(jù)狀態(tài)估計(jì)結(jié)果計(jì)算基態(tài)潮流；(5)風(fēng)險評估模塊( 根據(jù)狀態(tài)估計(jì)結(jié)果計(jì)算前一天的每隔15分鐘的歷史潮流；(6)風(fēng)險評估模塊C3)使用蒙特卡羅算法，根據(jù)可能影響電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的天氣及其他 災(zāi)害風(fēng)險數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)判斷各種設(shè)備出現(xiàn)故障的概率；(7)風(fēng)險評估模塊C3)根據(jù)基態(tài)潮流計(jì)算N-k狀態(tài)潮流；(8)風(fēng)險評估模塊(3)比較各次潮流計(jì)算結(jié)果，及出現(xiàn)的概率，計(jì)算各種風(fēng)險評估值；(9)web服務(wù)器(4)利用計(jì)算結(jié)果，組成風(fēng)險評估報(bào)告web頁面；(10)web富客戶端應(yīng)用程序( 從web服務(wù)器中取得評估報(bào)告頁面，并顯示。
全文摘要
一種應(yīng)用于城市電網(wǎng)在線運(yùn)行分析領(lǐng)域的基于在線采集數(shù)據(jù)的城市電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊，電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊，風(fēng)險評估模塊，web服務(wù)器，web富客戶端應(yīng)用程序五部分電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊，電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建模模塊連接，作為城市電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源；城市電網(wǎng)風(fēng)險模塊，web服務(wù)器，web富客戶端應(yīng)用程序，完成風(fēng)險評估結(jié)果的分類處理和結(jié)果發(fā)布。基于在線采集數(shù)據(jù)的城市電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)通過對電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)的采集、篩選、轉(zhuǎn)換，建立城市電網(wǎng)在線風(fēng)險評估計(jì)算模型，在線分析城市電網(wǎng)的風(fēng)險程度，并在線發(fā)布風(fēng)險評估結(jié)果和風(fēng)險預(yù)警信息。
文檔編號G06Q50/00GK102063651SQ201010537990
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者劉軍, 劉海濤, 呂廣憲, 方竹, 王立巖, 蘇劍 申請人:中國電力科學(xué)研究院