本發明涉及一種基于負荷損失的電網安全風險評估方法，屬于電力系統靜態安全風險評估領域。
背景技術：
電力是支撐國民經濟和社會發展的基礎性產業和公用事業，隨著我國國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，對電力的依賴程度也越來越高，電網已經成為國民經濟和社會發展的重要公共基礎設施，這就對電網的安全運行特別是提前評估安全風險點并制定風險控制預案提出了較高的要求，所以不論是220kv及以上的主電網，還是110kv及以下的配電網，電網安全以向來是電力管理者重視及關注的重要方面，針對電網的安全風險評估也是電網公司關注的重要研究領域，而電網靜態安全風險評估方法和理論經歷了三個發展階段，常用方法包括以下三種：
(1)確定性分析方法
確定性分析方法，其是給定系統的拓撲及參數、運行方式及擾動方式，沒有考慮不同的運行條件和事故發生的可能性，對事故集的選擇帶有任意性；
(2)概率分析方法
概率分析方法克服了確定性分析方法的不足，但往往對不同事故造成的后果的嚴重程度不加區別，會影響許多事故的預防措施，不能評價其性價比，不能為系統安全因素與經濟因素之間的取舍提供決策支持；
(3)風險分析方法
風險理論在電力系統中的應用是一個新興的課題，風險分析作為電力系統傳統分析方法的拓展，廣泛地應用于電力系的規劃設計、設備檢修、安全分析、預防控制等領域，但是其需要基于電網的大量基礎數據建立一套科學、合理以及可操作性強的風險評估模型。
然而，現有的110kv及以下電網由于其固有的饋供運行方式及片區內有限的電網規模仍存在供電薄弱環節，在電網檢修或故障方式下仍存在極大的失負荷風險。長期以來，電力工作者重點專注于220kv及以上輸電網的安全性分析和評估體系研究，對于110kv及以下配電網的安全性分析尚未形成統一完整的評價體系。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于負荷損失的電網安全風險評估方法。
為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：
一種基于負荷損失的電網安全風險評估方法，包括，
構建線路故障風險因子函數p*；
基于故障風險因子函數p*，構建線路檢修狀態下故障風險概率函數
構建故障后負荷損失率函數pfl；
基于效用函數構建失負荷嚴重度函數sfl(c/e)；
將線路檢修狀態下故障風險概率函數
采集待評估電網的基礎數據，利用風險指標評價模型，計算出待評估電網的失負荷風險指標。
線路故障風險因子函數p*為，
p*＝年均故障次數/線路總長度
其中,年均故障次數等于年均跳閘次數。
線路檢修狀態下故障風險概率函數p為，
其中，l為線路檢修長度，t′為線路檢修時間，
故障后負荷損失率函數pfl為，
其中，
失負荷嚴重度函數sfl(c/e)為，
其中，c是不確定故障造成的后果，sfl(c/e)是在故障e發生下產生c的嚴重程度，t為故障修復平均時間，t為決策者評估后預期故障修復時間。
失負荷風險指標函數
基礎數據包括待評估電網網架結構以及風險指標評價模型中需要的參數。
如果待評估電網是同塔雙輻射結構，那么線路檢修狀態下故障風險概率為1。
本發明所達到的有益效果：本發明有效建立了110kv及以下配電網安全風險評估模型，有助于電網管理者清晰的認識系統運行中存在的運行風險點，根據相應的風險等級制定相應的預防控制策略，并通過預防控制措施調整優化系統的運行狀態，使其遠離隱患運行點并運行在安全范圍以內。
附圖說明
圖1為本發明的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
如圖1所示，一種基于負荷損失的電網安全風險評估方法，包括以下步驟：
步驟1，構建線路故障風險因子函數p*。
線路故障風險因子函數p*為，
p*＝年均故障次數/線路總長度
其中,年均故障次數等于年均跳閘次數。
步驟2，基于故障風險因子函數p*，構建線路檢修狀態下故障風險概率函數
線路檢修狀態下故障風險概率函數p為，
其中，l為線路檢修長度，t′為線路檢修時間，
步驟3，構建故障后負荷損失率函數pfl。
在配電網實際系統中，發生故障后，負荷損失分為兩部分，可轉移負荷和不可轉移負荷，且電力用戶的重要程度各不一樣，具體的體現就是供電優先級的不同，優先級越高的用戶，對供電可靠性的要求也就越高，基于此，引入供電等級因子，供電等級因子越大，優先級越高。
故障后負荷損失率函數pfl為，
其中，
步驟4，基于效用函數構建失負荷嚴重度函數sfl(c/e)。
數學界具有多種嚴重度函數具體構造方法，方法繁多，在電網安全風險評估領域常用的衡量風險嚴重度的理論為效用理論，本發明中將效用理論引入到電力系統安全風險領域，根據故障效用函數的性質，選擇指數型效用函數，而本申請是基于負荷損失的風險評估，所以負荷損失率越大，嚴重度函數值越高，根據上述分析，得到基于效用函數的失負荷嚴重度函數如下：
其中，c是不確定故障造成的后果，sfl(c/e)是在故障e發生下產生c的嚴重程度，t為故障修復平均時間，t為決策者評估后預期故障修復時間，與變電站所在供電區域分類密切相關。
步驟5，將線路檢修狀態下故障風險概率函數
失負荷風險指標函數
步驟6，采集待評估電網的基礎數據，利用風險指標評價模型，計算出待評估電網的失負荷風險指標。
基礎數據包括待評估電網網架結構以及風險指標評價模型中需要的參數。如果待評估電網是同塔雙輻射結構，那么線路檢修狀態下故障風險概率為1；風險指標評價模型中需要的參數，包括網架結構、負荷大小、供電等級因子、線路長度、預期故障修復時間(由所在供電區域分類決定)、總用戶數、損失的用戶數、故障修復平均時間等。
下面給出一具體實施案例，以江蘇某地級市電網110kv新區變為例，具體的基礎數據如表一所示(表一中有部分沒有寫出，如檢修時間等，需電網運行部門現場確認)，故障修復平均時間根據實際統計所得，具體入表二所示，將數據帶入模型，進行計算。
表一基礎數據
表二故障修復平均時間
由資料可知，此地級市電網共有110kv線路197條，總長度約1926千米，而其電網2014～2016年平均每年110kv線路跳閘25次，每公里線路特定時間段發生跳閘的風險因子為25/1926＝0.013次/km·年＝1.484×10-6次/km·h。
新區變線路檢修狀態下n-1故障風險計算。
110kv新區變在110kv新區～寺巷線路檢修時間段內，110kv新區～白馬線路發生跳閘的概率為：
110kv新區～白馬發生跳閘后新區變負荷損失率(根據負荷重要性等級，從1級用戶至4級用戶供電等級因子r依次為1、0.8、0.6、0.4)：
由于新區變位于a類供電區域，其供電恢復時間應為30分鐘內，所以其基于效用函數的失負荷嚴重函數為：
最終得出基于失負荷實時風險指標為：
上述方法建立了110kv及以下配電網安全風險評估模型，有助于電網管理者清晰的認識系統運行中存在的運行風險點，根據相應的風險等級制定相應的預防控制策略，并通過預防控制措施調整優化系統的運行狀態，使其遠離隱患運行點并運行在安全范圍以內。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。