本發(fā)明涉及配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的不斷引入，有源配電網(wǎng)的迅速發(fā)展，配電網(wǎng)已成為集物理、信息通信技術(shù)于一體的復(fù)雜信息物理系統(tǒng)。尤其近年來(lái)極端外部災(zāi)害以及信息系統(tǒng)受攻擊現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，對(duì)考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)進(jìn)行多視角的協(xié)同脆弱性評(píng)估顯得尤為重要。

目前，電網(wǎng)的脆弱性評(píng)估方法：在分析災(zāi)害條件下配電網(wǎng)故障概率時(shí)有的僅考慮物理系統(tǒng)元件，未考慮信息系統(tǒng)元件的故障概率，而且大多數(shù)未考慮災(zāi)害時(shí)期物理信息元件全壽命周期內(nèi)承受外部環(huán)境多時(shí)間尺度的協(xié)同影響，概率預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確；在建立配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型時(shí)有的僅考慮配電網(wǎng)自身的確定性拓?fù)淠Ｐ停⑽纯紤]災(zāi)害條件下外部災(zāi)害的隨機(jī)性影響；有的在分析有源配電網(wǎng)各脆弱性指標(biāo)時(shí)未考慮信息系統(tǒng)在源網(wǎng)荷各重要環(huán)節(jié)對(duì)有源配電網(wǎng)脆弱性的影響，使得評(píng)估結(jié)果過(guò)于片面，不夠貼合實(shí)際；有的在考慮配電網(wǎng)脆弱性指標(biāo)時(shí)僅應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)理論對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，沒(méi)有考慮到實(shí)際有源配電網(wǎng)與信息系統(tǒng)之間的協(xié)同作用以及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)之間的協(xié)同作用，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不夠全面；目前配電網(wǎng)的脆弱性指標(biāo)多從單一部分進(jìn)行考慮，未從空間尺度上對(duì)區(qū)域以及全局的配電網(wǎng)脆弱性進(jìn)行評(píng)估，不足以為配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供依據(jù)。

因此，從信息物理系統(tǒng)與外部災(zāi)害對(duì)配電網(wǎng)影響、有源配電網(wǎng)與信息系統(tǒng)源網(wǎng)荷互動(dòng)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、協(xié)同效應(yīng)理論與風(fēng)險(xiǎn)效用理論研究的多視角下，對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)、信息與物理系統(tǒng)協(xié)同作用的配電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同脆弱性評(píng)估，有助于提高配電網(wǎng)的供電可靠性、預(yù)防大停電事故發(fā)生，從而保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種基于全景信息且綜合考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性評(píng)估方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：基于考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)的全景信息，確定災(zāi)害條件下多時(shí)間尺度協(xié)同影響信息物理元件的故障概率，所述全景信息包括但不限于地理信息、外部環(huán)境信息、電網(wǎng)營(yíng)配調(diào)信息和風(fēng)險(xiǎn)與故障信息；

步驟2：建立有源配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合模型，所述確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合模型為：

g＝(n,l)

其中，g為配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化處理后具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)、l條邊的無(wú)向、有權(quán)稀疏圖，w0為配電網(wǎng)連接權(quán)矩陣，矩陣元wij為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間傳輸線的電抗標(biāo)幺值，1≤i,j≤n，wi'j為考慮了災(zāi)害隨機(jī)性影響的節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間傳輸線的電抗標(biāo)幺值；dh為相應(yīng)類型災(zāi)害對(duì)配電網(wǎng)的影響系數(shù)，k為考慮了單一災(zāi)害和多災(zāi)害聚合情況的災(zāi)害類型數(shù)目，wu為配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性連接權(quán)矩陣，μ為保證確定性-隨機(jī)性連接權(quán)矩陣物理特性的修正系數(shù)；

步驟3：在配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合模型基礎(chǔ)上，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論特性找出考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)脆弱源，同時(shí)考慮不同通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和冗余程度對(duì)信息系統(tǒng)的影響，并分別模擬該系統(tǒng)中物理、信息脆弱源相關(guān)元件的故障情況；

步驟4：考慮信息系統(tǒng)作用對(duì)有源配電網(wǎng)元件的影響，結(jié)合災(zāi)害條件下多時(shí)間尺度影響的信息物理元件故障概率，得到基于功能組的故障概率，并對(duì)進(jìn)行基于功能組分解的連鎖故障辨識(shí)；

步驟5：利用風(fēng)險(xiǎn)效用理論對(duì)源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下各種運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，其中電源側(cè)包括：分布式電源并網(wǎng)率、應(yīng)急電源、ups應(yīng)用率和母線脆弱度；配電網(wǎng)絡(luò)側(cè)包括：節(jié)點(diǎn)脆弱度、電壓越限風(fēng)險(xiǎn)和平衡度指標(biāo)；負(fù)荷側(cè)包括：失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、過(guò)負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)和負(fù)荷供電效率；

步驟6：利用協(xié)同效應(yīng)理論評(píng)估考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性，建立空間尺度上的局部脆弱性指標(biāo)、區(qū)域脆弱性指標(biāo)和全局脆弱性指標(biāo)體系。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下有益效果：

(1)本發(fā)明針對(duì)配電網(wǎng)外部災(zāi)害出現(xiàn)的隨機(jī)性，建立了配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型,使分析結(jié)果更符合災(zāi)害條件下配電網(wǎng)的運(yùn)行情況；

(2)本發(fā)明綜合了信息與物理元件在長(zhǎng)期歷史災(zāi)害記錄中的情況、短期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行時(shí)限及抵抗災(zāi)害能力系數(shù)情況和當(dāng)前未發(fā)生災(zāi)害時(shí)元件運(yùn)行故障的情況，基于系統(tǒng)的全景信息，確定災(zāi)害條件下多時(shí)間尺度協(xié)同影響的信息物理元件故障概率，使元件故障概率預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確；同時(shí)考慮到信息系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)的作用，建立考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)功能組故障概率模型，更充分的反映了目前信息物理系統(tǒng)融合的特點(diǎn)；

(3)本發(fā)明在對(duì)有源配電網(wǎng)的源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下各種運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，將信息系統(tǒng)中監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)和區(qū)域控制單元的影響也考慮進(jìn)來(lái)，建立有源配電網(wǎng)與信息系統(tǒng)融合的源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下的脆弱性評(píng)估體系，從多角度對(duì)考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)進(jìn)行分析，同時(shí)將信息與配電網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同作用反映出來(lái)，具有很重要的實(shí)用價(jià)值；

(4)本發(fā)明針對(duì)有源配電網(wǎng)局部供電特性和功率傳輸效率，并基于配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性連接權(quán)矩陣，提出有功功率平衡度指標(biāo)和負(fù)荷供電效率指標(biāo)，較好的克服以往從單一角度物理角度去評(píng)估配電網(wǎng)脆弱性的弊端，提高了辨識(shí)精度與辨識(shí)效果；

(5)本發(fā)明引入有源配電網(wǎng)與結(jié)構(gòu)有關(guān)的脆弱性指標(biāo)和與信息系統(tǒng)有關(guān)的脆弱性指標(biāo)，并基于上述指標(biāo)利用協(xié)同效應(yīng)理論評(píng)估考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)的協(xié)同脆弱性，更好的分析配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)、信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)協(xié)同作用的影響，提高了配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和準(zhǔn)確度；同時(shí)建立空間尺度上的局部協(xié)同脆弱性指標(biāo)、區(qū)域協(xié)同脆弱性指標(biāo)和全局協(xié)同脆弱性指標(biāo)體系，更全面、具體的評(píng)估有源配電網(wǎng)的脆弱性，對(duì)配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提供了依據(jù)，對(duì)預(yù)防大停電事故發(fā)生起著重要的作用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1本發(fā)明考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性評(píng)估流程圖；

圖2本發(fā)明考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性評(píng)估研究框圖；

圖3本發(fā)明預(yù)測(cè)災(zāi)害條件下信息物理元件多時(shí)間尺度下影響的故障概率圖；

圖4本發(fā)明信息物理系統(tǒng)相互作用模型圖；

圖5本發(fā)明信息物理系統(tǒng)功能組故障概率圖；

圖6本發(fā)明有源配電網(wǎng)源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下的脆弱性體系圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明從信息物理系統(tǒng)與外部災(zāi)害對(duì)配電網(wǎng)影響、有源配電網(wǎng)與信息系統(tǒng)源網(wǎng)荷互動(dòng)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、協(xié)同效應(yīng)理論與風(fēng)險(xiǎn)效用理論研究的多視角下，對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)、信息與物理系統(tǒng)協(xié)同作用的配電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同脆弱性評(píng)估，其研究過(guò)程如圖2所示。

本發(fā)明公開了一種考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性評(píng)估方法，如圖1所示，其包括以下步驟：

步驟1：基于考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)的全景信息，確定災(zāi)害條件下多時(shí)間尺度協(xié)同影響信息物理元件的故障概率，所述全景信息包括但不限于地理信息、外部環(huán)境信息、電網(wǎng)營(yíng)配調(diào)信息和風(fēng)險(xiǎn)與故障信息，如圖3所示，其包括以下步驟：

步驟1.1：綜合考慮孕災(zāi)環(huán)境，致災(zāi)因子和承載體的相互作用，分別得到信息元件和物理元件的長(zhǎng)期歷史災(zāi)害記錄中的元件情況，短期內(nèi)電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)限及抵抗災(zāi)害能力系數(shù)和當(dāng)前未發(fā)生災(zāi)害狀態(tài)下的元件運(yùn)行故障概率。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，孕災(zāi)環(huán)境不僅包括電網(wǎng)應(yīng)災(zāi)能力、災(zāi)害數(shù)據(jù)、物理設(shè)備參數(shù)，還包括信息設(shè)備的相關(guān)參數(shù)；致災(zāi)因子不僅考慮災(zāi)害類型、頻次、強(qiáng)度，還考慮信息系統(tǒng)的攻擊情況，這里的外部災(zāi)害不再局限于外部自然災(zāi)害，還將信息、網(wǎng)絡(luò)的失效與蓄意攻擊考慮進(jìn)來(lái)，同時(shí)承災(zāi)體也包括通信設(shè)備和信息處理設(shè)備的情況，從全方位對(duì)考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)的全景信息進(jìn)行分析。

步驟1.2：根據(jù)氣象災(zāi)害預(yù)測(cè)模型和全景信息，計(jì)算考慮了長(zhǎng)期、短期和未發(fā)生災(zāi)害時(shí)期信息與物理元件全壽命周期內(nèi)承受外部災(zāi)害影響的概率分布參數(shù)，從而得到元件在災(zāi)害條件下的停運(yùn)概率，用以定量分析災(zāi)害造成的影響。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，綜合了長(zhǎng)期、短期和未發(fā)生災(zāi)害時(shí)期信息與物理元件全壽命周期內(nèi)承受外部災(zāi)害影響，目前大多是對(duì)物理元件進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，而且僅局限于未發(fā)生災(zāi)害時(shí)期元件的預(yù)測(cè)故障概率。這里不僅考慮了長(zhǎng)期、短期和和未發(fā)生災(zāi)害時(shí)期元件全壽命周期內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行情況，還考慮了信息系統(tǒng)元件的情況，使元件故障概率預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確更貼合實(shí)際。

步驟2：建立有源配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合模型。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，首先將有源配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化處理，得到具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，l條邊的無(wú)向、有權(quán)稀疏圖g，即：

g＝(n,l)

定義初始配電網(wǎng)連接權(quán)矩陣w0，其矩陣元wij為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間傳輸線的電抗標(biāo)幺值，其中1≤i,j≤n

考慮單一災(zāi)害和多災(zāi)害聚合對(duì)配電網(wǎng)的隨機(jī)性影響，此時(shí)矩陣元wi'j為考慮了災(zāi)害隨機(jī)性影響的矩陣元，為

為保證確定性-隨機(jī)性連接權(quán)矩陣物理特性引入修正系數(shù)μ，得到配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性連接權(quán)矩陣wu

步驟3：在配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合模型基礎(chǔ)上，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論特性找出考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)脆弱源，同時(shí)考慮不同通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和冗余程度對(duì)信息系統(tǒng)的影響，并分別模擬該系統(tǒng)中物理、信息脆弱源相關(guān)元件的故障情況。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，首先利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中的節(jié)點(diǎn)脆弱度和線路改進(jìn)介數(shù)等數(shù)據(jù)查找物理系統(tǒng)的脆弱源；然后并根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)，比如：星型，總線型，環(huán)形燈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型以及其自身的冗余配置情況，同樣根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)節(jié)點(diǎn)脆弱度和線路介數(shù)進(jìn)行計(jì)算，查找出信息系統(tǒng)的脆弱源，為下面對(duì)物理信息系統(tǒng)的脆弱源進(jìn)行模擬提供數(shù)據(jù)支撐。

步驟4：考慮信息系統(tǒng)作用對(duì)有源配電網(wǎng)元件的影響，結(jié)合災(zāi)害條件下多時(shí)間尺度影響的信息物理元件故障概率，得到基于功能組的故障概率，并對(duì)進(jìn)行基于功能組分解的連鎖故障辨識(shí)，如圖5所示，其具體步驟包括：

步驟4.1：根據(jù)信息物理元件的原始信息，通過(guò)非序貫蒙特卡羅抽樣，得到信息系統(tǒng)功能狀態(tài)和一次系統(tǒng)元件狀態(tài)；

步驟4.2：如圖4所示的信息-電力作用關(guān)系，若不存在則求取一次元件功能組故障概率；在本實(shí)施方式中，功能組由受保護(hù)的元件組成，如線路、變壓器負(fù)荷出線等，斷路器和分閘狀態(tài)的刀閘構(gòu)成功能組的接口元件，每個(gè)功能組的故障概率即一階多重故障率等于該功能組內(nèi)至少一個(gè)元件發(fā)生故障的概率

式中：gi表示功能組i；pk為元件k的故障率。

步驟4.3：若存在信息-電力作用關(guān)系，則求取考慮信息系統(tǒng)作用后的元件功能組故障概率在本實(shí)施方式中，信息元件的可用率可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)中操作、保護(hù)、控制等功能進(jìn)行定義。

式中，a'k為考慮信息系統(tǒng)功能作用后元件的可用率，ak為不考慮信息系統(tǒng)功能作用的元件可用率，為信息元件功能的綜合可用率。在本實(shí)施方式中，信息元件的可用率可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)中操作、保護(hù)、控制等功能進(jìn)行定義。

步驟4.4：通過(guò)以上分析得到考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)功能組故障概率并根據(jù)n-k故障路徑搜索模型求得故障路徑的故障概率，

在本實(shí)施方式中，考慮了信息系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)的作用，充分的反映了目前信息物理系統(tǒng)融合的特點(diǎn)。

步驟5：利用風(fēng)險(xiǎn)效用理論對(duì)源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下各種運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，其中電源側(cè)包括：分布式電源并網(wǎng)率、應(yīng)急電源、ups應(yīng)用率和母線脆弱度；配電網(wǎng)絡(luò)側(cè)包括：節(jié)點(diǎn)脆弱度、電壓越限風(fēng)險(xiǎn)和平衡度指標(biāo)；負(fù)荷側(cè)包括：失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、過(guò)負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)和負(fù)荷供電效率。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在對(duì)有源配電網(wǎng)的源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下各種運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，將信息系統(tǒng)中監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)和區(qū)域控制單元的影響也考慮進(jìn)來(lái)，建立有源配電網(wǎng)與信息系統(tǒng)融合的源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下的脆弱性評(píng)估體系，從多角度對(duì)考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)進(jìn)行分析，具有很重要的實(shí)用價(jià)值。

其具體步驟包括：

步驟5.1：對(duì)考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)的源網(wǎng)荷互動(dòng)模式下各種運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，如圖6為有源配電網(wǎng)荷互動(dòng)模式下的脆弱性體系，其中

電源側(cè)脆弱性指標(biāo)分析包括：分布式電源并網(wǎng)率、應(yīng)急電源、ups應(yīng)用率、母線脆弱度和監(jiān)控主機(jī)功能可用率指標(biāo)；

配電網(wǎng)絡(luò)側(cè)綜合風(fēng)險(xiǎn)脆弱性指標(biāo)包括：節(jié)點(diǎn)脆弱度、電壓越限風(fēng)險(xiǎn)、平衡度指標(biāo)和交換機(jī)可用率指標(biāo)；

負(fù)荷側(cè)脆弱性指標(biāo)包括：失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、過(guò)負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、負(fù)荷供電效率和區(qū)域控制單元可用率；

步驟5.2：利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論評(píng)估有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性，評(píng)估指標(biāo)包括：節(jié)點(diǎn)脆弱度、母線脆弱度；

利用風(fēng)險(xiǎn)效用理論評(píng)估功能組單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重度，其中評(píng)估指標(biāo)包括：電壓越限風(fēng)險(xiǎn)、失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、過(guò)負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)；

步驟5.3：基于配電網(wǎng)與外部災(zāi)害的確定性-隨機(jī)性連接權(quán)矩陣，并針對(duì)多源配電網(wǎng)局部供電可以減小大電源通過(guò)遠(yuǎn)距離線路傳輸?shù)截?fù)荷的有功功率的顯著特點(diǎn)，定義全網(wǎng)有功功率平衡度為：

其中，w'ij為考慮了災(zāi)害隨機(jī)性影響的矩陣元，pl為線路傳輸?shù)挠泄β剩?imgfile="bda0001310847750000072.gif"wi="46"he="54"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>是整個(gè)有源配電網(wǎng)有功功率在傳輸距離上的均衡度,越小說(shuō)明遠(yuǎn)距離、大容量傳輸?shù)挠泄β试缴?越有利于實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)有功的均勻分布。

步驟5.4：根據(jù)有源配電網(wǎng)的功率傳輸效率，既要考慮發(fā)電容量，也要計(jì)及發(fā)電機(jī)對(duì)負(fù)荷的影響效果隨距離增大而迅速衰減，從而定義負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷供電效率為：

式中：dij(i∈vd,j∈vg)為基于確定性-隨機(jī)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合模型的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i與發(fā)電節(jié)點(diǎn)j之間的最短電氣路徑，vd為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)，vg為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)，pdi為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷量，pgj為發(fā)電節(jié)點(diǎn)j的有功裝機(jī)容量；

步驟5.5：求取與有源配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)的脆弱性指標(biāo)α(li)，考慮到節(jié)點(diǎn)重要度和線路改進(jìn)介數(shù)指標(biāo)與配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，為了更好的評(píng)估配電網(wǎng)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面的脆弱性，所以引入與有源配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的脆弱性指標(biāo)α(li)，

式中：為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的重要度，mi為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)度數(shù)，pi為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的注入功率特性，k1、k2為權(quán)重，且k1+k2＝1，sbase為系統(tǒng)基準(zhǔn)功率；b(m,n)＝max(b(m,i),b(j,n))為線路的改進(jìn)介數(shù)，(m,i)、(j,n)分別為所有與節(jié)點(diǎn)m和節(jié)點(diǎn)n相連的線路；表示功能組個(gè)數(shù)；max{ii·b(m,n)}為功能組中最高的結(jié)構(gòu)脆弱度，α、β為權(quán)重，且α+β＝1。

步驟5.6：求取與信息系統(tǒng)有關(guān)的脆弱性指標(biāo)δ(li)，為了更好的評(píng)估配電網(wǎng)在信息系統(tǒng)方面的脆弱性，引入與有源配電網(wǎng)信息系統(tǒng)有關(guān)的脆弱性指標(biāo)δ(li)，

δ(li)＝afz×afj×afq

式中：afz為監(jiān)控主機(jī)的功能可用率，afj為交換機(jī)的功能可用率，afq為區(qū)域控制單元的功能可用率。

步驟6：利用協(xié)同效應(yīng)理論評(píng)估考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性，建立空間尺度上的局部脆弱性指標(biāo)、區(qū)域脆弱性指標(biāo)和全局脆弱性指標(biāo)體系，其具體步驟包括：

步驟6.1：利用協(xié)同效應(yīng)理論評(píng)估考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)多視角協(xié)同脆弱性，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)之間、信息與物理系統(tǒng)之間的協(xié)同效應(yīng)，建立考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)協(xié)同脆弱性評(píng)估模型：

vxti＝vxyi+vxwi＝α(li)r(xt,f)γ+α(li)δ(li)η

式中：vxyi為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)協(xié)同脆弱性指數(shù)；vxwi為信息與物理系統(tǒng)協(xié)同脆弱性指標(biāo)；vxti為考慮了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)協(xié)同、信息與物理系統(tǒng)協(xié)同的脆弱性指數(shù)；α(li)為與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)的脆弱性指數(shù)；r(xt,f)為主要與系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，xt,f為時(shí)間t的運(yùn)行方式，pr(ri)為第i個(gè)不確定性擾動(dòng)ri發(fā)生的可能性，是在ri擾動(dòng)下系統(tǒng)損失的嚴(yán)重程度，wi為相應(yīng)指標(biāo)的故障損失值；γ為結(jié)構(gòu)與狀態(tài)的關(guān)聯(lián)因子，取為γ＝p/pmax，p為實(shí)時(shí)功率，pmax為線路最大傳輸功率；η為信息與物理的關(guān)聯(lián)因子，取為有源配電網(wǎng)的信息化配置程度。

在本實(shí)施方式中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)之間、都是相互關(guān)聯(lián)，存在協(xié)同效應(yīng)的，系統(tǒng)滿載運(yùn)行時(shí)協(xié)同效應(yīng)最強(qiáng)，因此根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)之間、信息與物理系統(tǒng)之間的這種協(xié)同效應(yīng)，提出考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)協(xié)同脆弱性評(píng)估模型。

步驟6.2：建立空間尺度上的局部協(xié)同脆弱性指標(biāo)、區(qū)域協(xié)同脆弱性指標(biāo)和全局協(xié)同脆弱性指標(biāo)體系。本實(shí)施方式中，局部協(xié)同脆弱性指標(biāo)vlocal主要體現(xiàn)有源配電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷的局部支撐作用，區(qū)域協(xié)同脆弱性指標(biāo)varea主要體現(xiàn)某一制定區(qū)域內(nèi)的脆弱度，全局區(qū)域脆弱度指標(biāo)vtotal主要從整體上評(píng)估考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)的脆弱性，其中

式中：vxti為考慮信息系統(tǒng)作用的有源配電網(wǎng)協(xié)同脆弱度指標(biāo)；nd為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)總數(shù)；ei為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷供電效率；m為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)；λl為故障路徑的脆弱度指標(biāo)；k1、k2為權(quán)重，且k1+k2＝1；nl為故障路徑經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目；λlj為故障路徑中各節(jié)點(diǎn)的脆弱度指標(biāo)，max{λlj}為故障路徑上最高的節(jié)點(diǎn)脆弱度。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。