一種大電網運行風險評價系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于大電網運行風險評估領域，具體涉及一種大電網運行風險評價系統。
【背景技術】
[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，對安全穩定供電的要求也越來越高；另一方面，特高壓、交直流遠距離輸電以及各種新型控制裝置的廣泛應用，使得系統規模越來越大，電網運行變得日益復雜。
[0003]近幾年來國內外頻發大停電事故，例如2003年8月，美加電網發生了大面積停電事故，波及到了 5000多萬人口的供電范圍，成為美國歷史上規模最大的停電事故；2005年9月海南省發生了電網崩潰事故；2012年因500kV深圳變電站設備故障引發的深圳停電事故，導致深圳羅湖、福田和龍崗大面積停電，商業區暫停營業，部分地段交通一度癱瘓。
[0004]這些嚴重的停電事件促使人們意識到，電力工業多年來采用的N-1原則(單元件故障準則)已不足以保持系統合理的可靠性水平。但是，絕無一家公司會認可電力系統N-2或N-3的規劃原則在經濟上的合理性，這也已是普遍的共識。顯然，一種可行的選擇就是在工程規劃、設計、運行和維修中引進風險評價，以使系統的風險水平保持在可接受的范圍內。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于用風險指標來衡量電網運行的風險水平及可能造成的后果，作為電網預警、規劃、決策等的重要參考依據。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:首先，構建數據輸入模塊，從SCADA系統、EMS系統、PMS系統、MIS系統中導出的數據通過excel處理，構建大電網運行風險輸入數據庫；其次，確定評價對象，大電網運行風險評價系統評價對象為設備運行風險、變電站運行風險和電網運行風險；進而，風險指標計算，根據評價對象不同，選取不同的風險評價指標，從設備、變電站和電網三個層面大電網運行風險指標進行計算；最后，結果輸出，以圖表的形式輸出設備、變電站和電網三個層面的風險；
[0007]為了實現上述目的，本發明所述一種大電網運行風險評價系統的步驟如下:
[0008]第一步，構建輸入數據模塊；
[0009]從SCADA系統、EMS系統、PMS系統、MIS系統中導出的數據通過excel處理，其中EMS系統數據包括高壓配電網(1kV以上)的電網模型、設備參數、實時數據、歷史數據。生產管理系統PMS數據包括低壓配網設備臺帳信息、配電網設備計劃檢修信息和計劃停電信息等。管理信息系統MIS包括現場實時過程數據，辦公自動化。SCADA數據包括各種不同格式的模擬量、狀態量、電能量和各類事件順序記錄SOE。
[0010]第二步，選擇評價對象；
[0011]本發明結合電網設備自身特點，考慮其在電網運行過程中所發揮的作用，以及電氣設備故障后對電網運行的影響程度，將評價對象分為設備、變電站、某一運行狀態的電網三類。
[0012]第三步，風險指標計算；
[0013]本發明構建了相應的指標體系，對設備、變電站、電網三個評價對象風險指標進行了計算，評估大電網運行風險。
[0014]弟四步，結果輸出；
[0015]對第三步的風險指標進行輸出，以直觀、簡潔的方式呈現大電網運行風險。
[0016]上述第三步所述風險指標共包括以下內容:
[0017]I)設備運行風險，包括線路過載風險、變壓器過載風險、低電壓風險、過電壓風險和失負荷風險。其中設備失負荷風險反映的是設備發生事故導致系統失負荷的可能性和危害程度，分析方法為考慮設備逐一退出運行對電網產生的影響；而設備退出運行會導致系統潮流發生改變，會對系統造成很大的影響，除了會導致失負荷風險，還有可能會造成如過電壓、低電壓、線路過載、變壓器過載等靜態安全風險；
[0018]2)變電站運行風險，主要以失負荷風險表示
[0019]變電站運行風險主要評價變電站主接線風險，變電站運行風險指標計算包括失負荷風險指標計算；
[0020]其主要步驟包括:采用蒙特卡羅模擬法對變電站內設備進行狀態抽樣，形成變電站系統狀態；對所選擇的每一種變電站系統狀態進行連通性識別，以判斷是否有孤立母線；對孤立母線分析計算失負荷量，確定變電站失負荷概率；最后進行指標計算分析。
[0021]3)電網運行風險主要包括電壓越限風險、過載風險、失負荷風險、電壓崩潰風險和暫態風險。其中，電壓越限風險研宄系統在正常運行或發生預想事故時，系統安全運行的情況。電壓越限風險度量了系統電壓越限的狀態，反映的是系統發生事故造成系統中母線電壓越限的可能性和危害程度；電網過載風險研宄系統在正常運行或發生預想事故時，系統安全運行的情況。電網過載風險指標度量了電網過載的程度，反映的是系統發生事故造成系統中電網過載的可能性和危害程度；電網失負荷風險需要抽取系統狀態，盡可能地模擬電網實際運行情況，采用線性規劃函數判斷系統狀態是否會發生失負荷，反映的是系統發生事故造成系統中失負荷量的大小；電壓崩潰風險分析電網發生電壓崩潰的概率，是關于系統最大傳輸功率能力的一種風險；暫態失穩風險指標計算能夠預先知道電力系統穩定情況，明確系統可能發生穩定問題的概率及系統失穩后導致的后果，以使系統遠離潛在的不穩定事故，對保證電網安全穩定運行具有重要的作用。
[0022]上述第三步所述大電網運行風險指標計算使用傷害發生的可能性與后果的嚴重程度的乘積來表示，風險指標定量地描述了系統的安全狀態，計算公式如下:
[0023]Risk = Pr X Sev
[0024]式中，Risk為所研宄對象的風險指標；Pr為研宄對象發生傷害的可能性；Sev是傷害發生后對研宄對象造成影響的后果嚴重程度。
[0025]上述第四步所述大電網風險表現形式，主要包括圖形和表格的形式，直觀表現了大電網運行風險。
[0026]本發明的有益效果是:本發明提出用風險指標來衡量電網運行的風險水平及可能造成的后果，從設備、變電站和電網三個層面的指標對大電網運行風險進行多方面評價，全面掌控大電網運行情況，其結果作為電網預警、規劃、決策等的重要參考依據。
【附圖說明】
[0027]圖1為一種大電網運行風險評價系統整體結構示意圖；
[0028]圖2為設備失負荷風險評價流程圖；
[0029]圖3為設備靜態安全風險評價流程圖；
[0030]圖4為變電站失負荷風險評價流程圖；
[0031]圖5電壓越限風險指標計算流程；
[0032]圖6過載風險指標計算流程；
[0033]圖7電網失負荷風險計算程序；
[0034]圖8電壓崩潰風險評價的流程；
[0035]圖9電網暫態失穩風險評價流程圖。
【具體實施方式】
[0036]為了更方便敘述本發明，下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明所述方法進行詳細說明。
[0037]一種大電網運行風險評價系統整體結構圖如圖1所示，其具體步驟主要包括:
[0038]第一步，構建輸入數據模塊；
[0039]從SCADA系統、EMS系統、PMS系統、MIS系統中導出的數據通過excel處理，其中EMS系統數據包括高壓配電網(1kV以上)的電網模型、設備參數、實時數據、歷史數據。生產管理系統PMS數據包括低壓配網設備臺帳信息、配電網設備計劃檢修信息和計劃停電信息等。管理信息系統MIS包括現場實時過程數據，辦公自動化。SCADA數據包括各種不同格式的模擬量、狀態量、電能量和各類事件順序記錄SOE。
[0040]第二步，選擇評價對象；
[0041]本發明結合電網設備自身特點，考慮其在電