基于專家經驗的電網調度操作過程準動態風險評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網調度運行技術領域，特別涉及一種基于專家經驗的電網調度操作 過程準動態風險評估方法。 技術背景
[0002] 電網調度是轉換設備運行狀態、調整電網運行參數乃至改變電網運行方式的重要 手段，合理的調度操作是電網安全、經濟運行的重要保障。各級調度人員在進行調度操作 時，對電網當前運行狀態的任何分析以及對調度操作的任何決策都將對電網的安全生產產 生不同程度的影響。然而，隨著電力工業的不斷發展，電工技術的不斷革新以及分布式能源 不斷接入電網，我國電網規模變得日益龐大，電網結構變得日益復雜，系統的隨機性也變得 日益明顯，電網運行的不確定性也越來越強，這些都對調度人員進行安全有效的電網調度 帶來了越來越嚴峻的考驗。
[0003] 在目前的形勢下，我國已有的電網調度在駕馭大電網能力上顯現出了一些不適 應?，F有的電網調度體系側重于確定性的風險來源分析，并在工作流程和系統功能上采取 相應的風險管控措施，然而這樣的定性風險管控面臨著一些問題。首先，調度人員直接面對 大量的電網運行數據，其調度決策往往過分依賴其基于工作經驗的數據分析能力，甚至事 故處理操作會部分借助于假設性的經驗判斷。這些既增加了調度人員的工作難度，也隱藏 著潛在的風險因素。其次，調度人員能夠掌握的數據過于單一化，只有電網實時的運行數 據，無法獲取諸如設備運行狀態、人員狀態、天氣信息以及地理信息等非電氣信息，難以滿 足調度人員在調度決策上進行風險管控的實際需要。因此，建立面向調度操作過程的風險 評估體系來彌補我國現有調度體系的不足顯得尤為重要。
[0004] 目前，國內外對電網調度風險的研究主要集中在如何提高調度自動化和智能化程 度以定性地降低調度風險。然而在調度操作過程中，由于各種不確定性因素的出現，調度人 員所做出的判斷和采取的操作策略仍然存在著一定的風險性。因此，有必要對電網調度操 作過程中的風險進行實用性的量化評估，從而幫助調度人員選擇合理的調度操作。
[0005] 由于大電網調度操作過程本身是一個動態過程繁雜且不確定因素影響機理復雜 的研究對象，而傳統的靜態風險方法評估的是電網在長期運行過程中即在某種相對固定的 運行方式下的平均風險。因此基于復雜停運模型和概率分析的純粹的靜態風險評估方法不 適用于電網調度操作過程。由于專家評分法具有簡潔、直觀、應用范圍廣等優點，適用于存 在諸多不確定因素、歷史數據匱乏以及采用其他方法難以進行定量分析的場合 [1]。因此，可 以考慮將專家經驗引入調度操作過程風險評估，利用專家評分法定性分析與定量評估相結 合的特點來提高調度操作過程風險評估的適用性。
[0006] 文中涉及如下參考文獻：
[0007] [1]周英.信息安全風險評估中權重優化方法研究[J].信息安全與通信保 密，2008. 2.

【發明內容】

[0008] 針對現有技術存在的不足，本發明結合專家評分法和靜態風險評估法，提出了一 種基于專家經驗的電網調度操作過程準動態風險評估方法。
[0009] 為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：
[0010] 一種基于專家經驗的電網調度操作過程準動態風險評估方法，包括步驟：
[0011] Si采集非電力信息、調度指令和電網運行數據，調度指令分解為單項令操作序 列；
[0012] S2計算單項令操作序列中各步調度操作的綜合風險值，具體為：
[0013] 將各步調度操作分解為調度操作執行過程和調度操作間隔，各步調度操作的風險 值為操作風險值和間隔風險值之和；
[0014] 以電壓越限風險、潮流過載風險和失負荷風險為指標，基于各指標分別計算各步 調度操作的風險值Ra (V)、Ra⑶和Ra (aL):
[0016] 對基于各指標的風險值進行加權綜合，獲得各步調度操作的綜合風險值Ra:
[0017] Ra=P?Ra(S)+C?Ra(V)+T?Ra(AL)；
[0018] 其中：
[0019] 權重P、I和T采用3標度層次分析法獲得；
[0020] Ra(V)、Ra(S)、Ra(AL)分別表示基于電壓越限風險、潮流過載風險和失負荷風險的 第a步調度操作的風險值；
[0021] 巧(〖/)、巧'(5'）分別表示基于電壓越限風險、潮流過載風險和失負荷風 險的第a步調度操作的操作風險值；
[0022] 分別表示基于電壓越限風險和潮流過載風險的第a步調度操作的 間隔風險值；
[0023] Fni為第a步調度操作執行失敗的第m種故障情況，M為第a步調度操作執行失敗 的故障情況數；
[0024] Dn為第a步調度操作執行成功后其他電網設備的第n種故障情況，N為第a步調 度操作執行成功后其他電網設備的故障情況數；
[0025] Ini(V)和In(V)分別表示F，Dn發生造成的電壓越限風險后果量化值；
[0026] Ini(S)和In(S)分別表示F，Dn發生造成的潮流過載風險后果量化值；
[0027] Ini(AL)表示Fni發生造成的失負荷風險后果量化值；
[0028] P(S(FJ表示Fni 發生的概率，P(S(FJ= ? ?S?a?P?yf ?nf ?Af;P(S(Dn) 為隊發生的概率，P(S(Dn) =Pnd ?入d;
[0029] 調度操作類型因數co用來表示第a步調度操作的類型對P(S(Fni)的影響程度；
[0030] 調度操作設備故障類型因數S用來表示Fni的類型對P(S(Fni)的影響程度；
[0031] 調度人員狀態因數a用來表示當前調度人員的技能水平和疲勞程度對P(S(FJ 的影響程度；
[0032] 天氣影響因數P用來表示當前調度操作過程中天氣對P(S(Fni)和P(S(Dn)的影響 程度；
[0033] yd為設備類型因數，yf表示第a步調度操作設備類型對P(S(FJ的影響 程度，Yd表示D"所涉及的其他電網設備類型對P(S(Dn)的影響程度；
[0034] nf和nd為設備狀態因數，nf表示第a步調度操作設備狀態對P(S(Fn)的影響 程度，nd表示D"所涉及的其他電網設備狀態對P(S(Dn)的影響程度；
[0035] ^和Ad表示歷史數據統計因數，Af=Afl/Af。，Ad=Adl/Ad。，AflS區域電 網中第a步調度操作設備的年平均強迫停運率，Af。為大電網中第a步調度操作設備的同 類設備的年平均強迫停運率，Adl為區域電網中Dn所涉及的其他電網設備的年平均強迫停 運率，Ad。為大電網中D"所涉及的其他電網設備的同類設備的年平均強迫停運率；
[0036] w、S、a、0、y￡和yd采用專家經驗法進行評分，qf根據第a步調度操作設備 的狀態扣分值采用專家經驗法進行評分，n^艮據當前其他電網設備狀態扣分值采用專家 經驗法進行評分；
[0037] S3各步調度操作的綜合風險值構成調度操作過程的風險值序列，根據風險值序列 評估電網調度操作過程準動態風險；
[0038] 所述的調度操作設備為電網一次設備，所述的其他電網設備指除調度操作設備以 外的電網一次設備。
越限風險量化值，i為節點編號，k表示電網節點數；S(V1)為節點i的電壓越限嚴重度函數，V1為節點i的電壓標幺值；yi為節點i的電壓權重，不同節點的電壓權重采用專家經驗法 進行評分。
險量化值，j為支路編號，1表示電網支路數；S(S,)為支路j的潮流過載嚴重度函數， 支路j的潮流標么值；V,表示支路j的潮流權重，不同支路的潮流權重采用專家經驗法進 行評分。
荷風險量化值，h為負荷節點編號，g為電網負荷節點數；ALh為負荷節點h的負荷損失標 幺值；％為負荷節點h的失負荷權重，不同負荷節點的失負荷權重根據負荷節點級別采用 專家經驗法進行評分。
[0042] 上述調度人員狀態因數a=ai?a2，其中，調度人員技能水平因數％ .， St為調度人員的技能水平考核得分，考核采用百分制；調度人員疲勞因數a2根據專家經驗 獲得。
算，其中，SDf為當前調度操作設備的狀態扣分值，SDdSDn所涉及的其他電網設備的狀態扣 分值。
[0044] 和現有技術相比，本發明具有如下特點和有益效果：
[0045] 1、在時間先后上將調度操作過程分解成一連串調度操作執行過程與相鄰兩步調 度操作間的一系列操作執行間隔，將風險理論引入調度操作過程中，評估各步調度操作下 的操作風險和間隔風險，綜合得到各步調度操作的綜合風險值，從而形成階躍變化的調度 操作過程風險值序列。
[0046] 2、本發明實現了電網調度操作過程準動態風險評估，克服了現有電網運行安全風 險評估只能從靜態角度評估系統在某種運行方式下的平均風險的不足，也避開了純粹動態 風險評估方法的復雜性和非實時性問題。
[0047] 3、將專家經驗引入大電網復雜調度操作過程的準動態風險評估，考慮設備故障、 天氣狀況以及調度人員狀態等不確定因素對元件失效概率的影響，采用專家評分法在概率 分析環節和風險后果權重分析環節進行分層分級評分，利用多種影響因子的專家評分來修 正歷史統計數據，解決了準動態風險評估在大電網實際調度工作中應用時面臨的系統元件 故障概率樣本容量不足，不確定因