一種大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域，具體涉及一種大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求和依賴性越來越大，對安全穩(wěn)定供電的要求也越來越高；另一方面，特高壓、交直流遠(yuǎn)距離輸電以及各種新型控制裝置的廣泛應(yīng)用，使得系統(tǒng)規(guī)模越來越大，電網(wǎng)運(yùn)行變得日益復(fù)雜。
[0003]近幾年來國內(nèi)外頻發(fā)大停電事故，例如2003年8月，美加電網(wǎng)發(fā)生了大面積停電事故，波及到了 5000多萬人口的供電范圍，成為美國歷史上規(guī)模最大的停電事故；2005年9月海南省發(fā)生了電網(wǎng)崩潰事故；2012年因500kV深圳變電站設(shè)備故障引發(fā)的深圳停電事故，導(dǎo)致深圳羅湖、福田和龍崗大面積停電，商業(yè)區(qū)暫停營業(yè)，部分地段交通一度癱瘓。
[0004]這些嚴(yán)重的停電事件促使人們意識(shí)到，電力工業(yè)多年來采用的N-1原則(單元件故障準(zhǔn)則)已不足以保持系統(tǒng)合理的可靠性水平。但是，絕無一家公司會(huì)認(rèn)可電力系統(tǒng)N-2或N-3的規(guī)劃原則在經(jīng)濟(jì)上的合理性，這也已是普遍的共識(shí)。顯然，一種可行的選擇就是在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修中引進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以使系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)水平保持在可接受的范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)來衡量電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平及可能造成的后果，作為電網(wǎng)預(yù)警、規(guī)劃、決策等的重要參考依據(jù)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:首先，構(gòu)建數(shù)據(jù)輸入模塊，從SCADA系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)通過excel處理，構(gòu)建大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)輸入數(shù)據(jù)庫；其次，確定評(píng)價(jià)對象，大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)價(jià)對象為設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；進(jìn)而，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算，根據(jù)評(píng)價(jià)對象不同，選取不同的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，從設(shè)備、變電站和電網(wǎng)三個(gè)層面大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算；最后，結(jié)果輸出，以圖表的形式輸出設(shè)備、變電站和電網(wǎng)三個(gè)層面的風(fēng)險(xiǎn)；
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的步驟如下:
[0008]第一步，構(gòu)建輸入數(shù)據(jù)模塊；
[0009]從SCADA系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)通過excel處理，其中EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括高壓配電網(wǎng)(1kV以上)的電網(wǎng)模型、設(shè)備參數(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)。生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS數(shù)據(jù)包括低壓配網(wǎng)設(shè)備臺(tái)帳信息、配電網(wǎng)設(shè)備計(jì)劃檢修信息和計(jì)劃停電信息等。管理信息系統(tǒng)MIS包括現(xiàn)場實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，辦公自動(dòng)化。SCADA數(shù)據(jù)包括各種不同格式的模擬量、狀態(tài)量、電能量和各類事件順序記錄SOE。
[0010]第二步，選擇評(píng)價(jià)對象；
[0011]本發(fā)明結(jié)合電網(wǎng)設(shè)備自身特點(diǎn)，考慮其在電網(wǎng)運(yùn)行過程中所發(fā)揮的作用，以及電氣設(shè)備故障后對電網(wǎng)運(yùn)行的影響程度，將評(píng)價(jià)對象分為設(shè)備、變電站、某一運(yùn)行狀態(tài)的電網(wǎng)三類。
[0012]第三步，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算；
[0013]本發(fā)明構(gòu)建了相應(yīng)的指標(biāo)體系，對設(shè)備、變電站、電網(wǎng)三個(gè)評(píng)價(jià)對象風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算，評(píng)估大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]弟四步，結(jié)果輸出；
[0015]對第三步的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行輸出，以直觀、簡潔的方式呈現(xiàn)大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
[0016]上述第三步所述風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)共包括以下內(nèi)容:
[0017]I)設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，包括線路過載風(fēng)險(xiǎn)、變壓器過載風(fēng)險(xiǎn)、低電壓風(fēng)險(xiǎn)、過電壓風(fēng)險(xiǎn)和失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)。其中設(shè)備失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)反映的是設(shè)備發(fā)生事故導(dǎo)致系統(tǒng)失負(fù)荷的可能性和危害程度，分析方法為考慮設(shè)備逐一退出運(yùn)行對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響；而設(shè)備退出運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)潮流發(fā)生改變，會(huì)對系統(tǒng)造成很大的影響，除了會(huì)導(dǎo)致失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)，還有可能會(huì)造成如過電壓、低電壓、線路過載、變壓器過載等靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)；
[0018]2)變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，主要以失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)表示
[0019]變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)主要評(píng)價(jià)變電站主接線風(fēng)險(xiǎn)，變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算包括失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算；
[0020]其主要步驟包括:采用蒙特卡羅模擬法對變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)抽樣，形成變電站系統(tǒng)狀態(tài)；對所選擇的每一種變電站系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行連通性識(shí)別，以判斷是否有孤立母線；對孤立母線分析計(jì)算失負(fù)荷量，確定變電站失負(fù)荷概率；最后進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算分析。
[0021]3)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)主要包括電壓越限風(fēng)險(xiǎn)、過載風(fēng)險(xiǎn)、失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、電壓崩潰風(fēng)險(xiǎn)和暫態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。其中，電壓越限風(fēng)險(xiǎn)研宄系統(tǒng)在正常運(yùn)行或發(fā)生預(yù)想事故時(shí)，系統(tǒng)安全運(yùn)行的情況。電壓越限風(fēng)險(xiǎn)度量了系統(tǒng)電壓越限的狀態(tài)，反映的是系統(tǒng)發(fā)生事故造成系統(tǒng)中母線電壓越限的可能性和危害程度；電網(wǎng)過載風(fēng)險(xiǎn)研宄系統(tǒng)在正常運(yùn)行或發(fā)生預(yù)想事故時(shí)，系統(tǒng)安全運(yùn)行的情況。電網(wǎng)過載風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)度量了電網(wǎng)過載的程度，反映的是系統(tǒng)發(fā)生事故造成系統(tǒng)中電網(wǎng)過載的可能性和危害程度；電網(wǎng)失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)需要抽取系統(tǒng)狀態(tài)，盡可能地模擬電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，采用線性規(guī)劃函數(shù)判斷系統(tǒng)狀態(tài)是否會(huì)發(fā)生失負(fù)荷，反映的是系統(tǒng)發(fā)生事故造成系統(tǒng)中失負(fù)荷量的大??；電壓崩潰風(fēng)險(xiǎn)分析電網(wǎng)發(fā)生電壓崩潰的概率，是關(guān)于系統(tǒng)最大傳輸功率能力的一種風(fēng)險(xiǎn)；暫態(tài)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算能夠預(yù)先知道電力系統(tǒng)穩(wěn)定情況，明確系統(tǒng)可能發(fā)生穩(wěn)定問題的概率及系統(tǒng)失穩(wěn)后導(dǎo)致的后果，以使系統(tǒng)遠(yuǎn)離潛在的不穩(wěn)定事故，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的作用。
[0022]上述第三步所述大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算使用傷害發(fā)生的可能性與后果的嚴(yán)重程度的乘積來表示，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)定量地描述了系統(tǒng)的安全狀態(tài)，計(jì)算公式如下:
[0023]Risk = Pr X Sev
[0024]式中，Risk為所研宄對象的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；Pr為研宄對象發(fā)生傷害的可能性；Sev是傷害發(fā)生后對研宄對象造成影響的后果嚴(yán)重程度。
[0025]上述第四步所述大電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)形式，主要包括圖形和表格的形式，直觀表現(xiàn)了大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)來衡量電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平及可能造成的后果，從設(shè)備、變電站和電網(wǎng)三個(gè)層面的指標(biāo)對大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行多方面評(píng)價(jià)，全面掌控大電網(wǎng)運(yùn)行情況，其結(jié)果作為電網(wǎng)預(yù)警、規(guī)劃、決策等的重要參考依據(jù)。
【附圖說明】
[0027]圖1為一種大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為設(shè)備失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程圖；
[0029]圖3為設(shè)備靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程圖；
[0030]圖4為變電站失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程圖；
[0031]圖5電壓越限風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算流程；
[0032]圖6過載風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算流程；
[0033]圖7電網(wǎng)失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算程序；
[0034]圖8電壓崩潰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的流程；
[0035]圖9電網(wǎng)暫態(tài)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了更方便敘述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明所述方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037]一種大電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其具體步驟主要包括:
[0038]第一步，構(gòu)建輸入數(shù)據(jù)模塊；
[0039]從SCADA系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)通過excel處理，其中EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括高壓配電網(wǎng)(1kV以上)的電網(wǎng)模型、設(shè)備參數(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)。生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS數(shù)據(jù)包括低壓配網(wǎng)設(shè)備臺(tái)帳信息、配電網(wǎng)設(shè)備計(jì)劃檢修信息和計(jì)劃停電信息等。管理信息系統(tǒng)MIS包括現(xiàn)場實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，辦公自動(dòng)化。SCADA數(shù)據(jù)包括各種不同格式的模擬量、狀態(tài)量、電能量和各類事件順序記錄SOE。
[0040]第二步，選擇評(píng)價(jià)對象；
[0041]本發(fā)明結(jié)合電網(wǎng)設(shè)備自身特點(diǎn)，考慮其在電