本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體涉及一種基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、電力系統(tǒng)容易受到氣候變化的影響。與氣候相關(guān)的風(fēng)險將影響電力系統(tǒng)的各個方面，如破壞基礎(chǔ)設(shè)施、中斷系統(tǒng)運營，并導(dǎo)致電力供需發(fā)生重大變化。更嚴(yán)峻的是，隨著氣候變化的加劇，氣候相關(guān)風(fēng)險的頻率、范圍、嚴(yán)重性和持續(xù)時間預(yù)計將進(jìn)一步增加，這無疑會對電力系統(tǒng)的安全和可靠運行帶來前所未有的挑戰(zhàn)。從學(xué)理上看，系統(tǒng)應(yīng)對外部沖擊的可靠性、穩(wěn)定性和可恢復(fù)性等能力通常被定義為韌性?？紤]到氣候事件造成的停電風(fēng)險不可能完全被消除，但可以通過增加系統(tǒng)韌性的方式來減少這些因素的影響，因此，提升電力系統(tǒng)韌性已成為其有效應(yīng)對氣候相關(guān)風(fēng)險的關(guān)鍵策略，建設(shè)韌性電力系統(tǒng)勢在必行。

2、目前，韌性電力系統(tǒng)已經(jīng)被各國廣泛接受，韌性理論已被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的不同層面(如全球、區(qū)域和社區(qū))、不同組成部分(如一般電力系統(tǒng)、微電網(wǎng)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng))和不同用途(如規(guī)劃、機組分配、調(diào)度)并成為近年來的研究熱點之一。許多研究人員對韌性的評估框架進(jìn)行了研究，提出了各種提高電力系統(tǒng)韌性的策略，如干擾前的規(guī)劃策略、干擾期間的實時運行策略和干擾后的恢復(fù)策略。

3、作為電力系統(tǒng)韌性評估的前提和基礎(chǔ)，韌性指標(biāo)在韌性相關(guān)研究中發(fā)揮著重要作用。已有研究中，大多數(shù)韌性指標(biāo)都基于電力系統(tǒng)的性能變化(韌性曲線)，并通過考慮干擾影響時間內(nèi)的總或平均性能損失來定義。但該方法無法捕捉一些重要的韌性特征，如系統(tǒng)性能下降/恢復(fù)的快慢以及持續(xù)時間，導(dǎo)致指標(biāo)在某些情況下效果較差甚至失效，特別是當(dāng)電力系統(tǒng)在不同干擾下的總性能損失相同或系統(tǒng)具有相同的韌性改進(jìn)性能時。一個重要的原因是韌性指標(biāo)的特征沒有得到充分的分析和體現(xiàn)，這將影響韌性指標(biāo)構(gòu)建的合理性和評估的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估方法及裝置，以解決已有韌性指標(biāo)定義不合理，導(dǎo)致評估結(jié)果在某些情況下效果較差甚至失效的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估方法，所述方法包括：

3、構(gòu)建電力系統(tǒng)韌性指標(biāo)，所述韌性指標(biāo)包括如下特征：時間范圍包括干擾的發(fā)生和影響時間、量化電力系統(tǒng)為平衡電力供需所做的努力、反映韌性曲線的大小和趨勢、反映中斷持續(xù)時間/負(fù)荷重要性與韌性之間的非線性關(guān)系；

4、基于所述韌性指標(biāo)評估電力系統(tǒng)的韌性；

5、將所述韌性指標(biāo)與已有常用韌性指標(biāo)作進(jìn)行比較，判斷所述韌性指標(biāo)的合理性。

6、本發(fā)明提供了一種基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估方法，提出了韌性指標(biāo)需要滿足的四個特征，在此基礎(chǔ)上建立了一種新的基于性能的韌性指標(biāo)，該指標(biāo)綜合了干擾的發(fā)生和影響時間、平衡電力供需的努力、韌性曲線的大小和趨勢、中斷持續(xù)時間和負(fù)荷重要性等多種因素。通過構(gòu)建更加合理的韌性指標(biāo)，并基于上述韌性指標(biāo)對電力系統(tǒng)韌性進(jìn)行評估，可以更為準(zhǔn)確地區(qū)分干擾的不同影響，以解決現(xiàn)有韌性指標(biāo)定義不合理，導(dǎo)致評估結(jié)果在某些情況下效果較差甚至失效的問題。

7、在一種可選的實施方式中，基于所述韌性指標(biāo)評估電力系統(tǒng)的韌性，包括：

8、在干擾的發(fā)生和影響時間內(nèi)，基于電力系統(tǒng)的電力供應(yīng)和電力需求，得到韌性曲線；

9、根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式，計算干擾的時間集合；

10、根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式，計算韌性曲線的變化大小；

11、根據(jù)第三預(yù)設(shè)公式，計算干擾下電力系統(tǒng)的中斷持續(xù)時間；

12、根據(jù)第四預(yù)設(shè)公式，計算電力系統(tǒng)中斷的影響；

13、根據(jù)第五預(yù)設(shè)公式，計算電力系統(tǒng)性能連續(xù)單調(diào)增加的時間點數(shù)量；

14、根據(jù)第六預(yù)設(shè)公式，計算電力系統(tǒng)性能連續(xù)單調(diào)下降的時間點數(shù)量；

15、根據(jù)第七預(yù)設(shè)公式，計算韌性曲線的變化趨勢；

16、根據(jù)第八預(yù)設(shè)公式，計算電力系統(tǒng)的韌性。

17、在一種可選的實施方式中，所述第八預(yù)設(shè)公式如下：

18、

19、其中，rj(u,wj)為電力系統(tǒng)j在干擾u和運行情況wj下的韌性；lt(u,wj)為韌性曲線，lt(u,wj)＝max{dt(u,wj)-st(u,wj),0}，dt(u,wj)為電力系統(tǒng)j在干擾u和運行情況wj下的電力需求，st(u,wj)為電力系統(tǒng)j在干擾u和運行情況wj下的電力供應(yīng)；t0為時間集合χu的開始時間；tn為時間集合χu的結(jié)束時間；αt為t時刻韌性曲線的變化趨勢；βt為t時刻韌性曲線的變化大??；γt為t時刻電力系統(tǒng)中斷的影響。

20、在一種可選的實施方式中，所述第一預(yù)設(shè)公式如下：

21、

22、其中，χu為干擾u下的時間集合，t∈χu；t1為干擾的發(fā)生時間，定義為unormal是正常情況，ε是臨界閾值；t2為干擾的影響時間，定義為lt(u,wj)>0。

23、在一種可選的實施方式中，所述第二預(yù)設(shè)公式如下：

24、

25、其中，βt為t時刻韌性曲線的變化大小；lt為t時刻的韌性曲線；lt-1為t-1時刻的韌性曲線。

26、在一種可選的實施方式中，所述第四預(yù)設(shè)公式如下：

27、γt＝ln(ft+1)

28、其中，ft為直到t時刻電力系統(tǒng)的中斷持續(xù)時間。

29、在一種可選的實施方式中，所述第七預(yù)設(shè)公式如下：

30、

31、其中，gt為電力系統(tǒng)性能連續(xù)單調(diào)增加直至t時刻的時間點數(shù)量；ht為電力系統(tǒng)性能連續(xù)單調(diào)下降直至t時刻的時間點數(shù)量；lt+1為t+1時刻的韌性曲線。

32、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估裝置，所述裝置包括：

33、構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建電力系統(tǒng)韌性指標(biāo)，所述韌性指標(biāo)包括如下特征：時間范圍包括干擾的發(fā)生和影響時間、量化電力系統(tǒng)為平衡電力供需所做的努力、反映韌性曲線的大小和趨勢、反映中斷持續(xù)時間/負(fù)荷重要性與韌性之間的非線性關(guān)系；

34、評估模塊，用于基于所述韌性指標(biāo)評估電力系統(tǒng)的韌性；

35、比較模塊，用于將所述韌性指標(biāo)與已有常用韌性指標(biāo)作進(jìn)行比較，判斷所述韌性指標(biāo)的合理性。

36、本發(fā)明提供了一種基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估裝置，建立了一種新的基于性能的韌性指標(biāo)，該指標(biāo)綜合了干擾的發(fā)生和影響時間、平衡電力供需的努力、韌性曲線的大小和趨勢、中斷持續(xù)時間和負(fù)荷重要性等多種因素。通過構(gòu)建更加合理的韌性指標(biāo)，并基于上述韌性指標(biāo)對電力系統(tǒng)韌性進(jìn)行評估，可以更為準(zhǔn)確地區(qū)分干擾的不同影響，以解決現(xiàn)有韌性指標(biāo)定義不合理，導(dǎo)致評估結(jié)果在某些情況下效果較差甚至失效的問題。

37、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機設(shè)備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機指令，處理器通過執(zhí)行計算機指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估方法。

38、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的基于性能的電力系統(tǒng)韌性評估方法。