[发明专利]一种基于在线采集数据的城市电网风险评估系统

说明书

技术领域

本发明属于城市电网运行分析，具体涉及一种基于在线采集数据的城市电网风险评估系统。

背景技术

城市电网风险是在确定的时间段内，由于城市电网中负荷的不确定性和设备失效模式的不确定性，导致城市电网造成损失以及损失发生概率的大小。城市电网风险的根源在于其行为的概率特性，电网中设备的故障、负荷、外部自然和人为等因素的影响都具有不确定性，而这些因素可能会导致系统发生由局部直至大面积的停电。城市电网概率风险评估是通过建立表征系统风险的指标，辨识失效事件发生的可能性和后果的严重程度，反映城市电网行为、负荷变化以及元件故障等方面的概率属性；确定系统可接受的风险水平和风险控制措施。目前风险评估方法多用于电网规划领域，应用长期统计数据，分析较长时段(年)内的电网风险，无需获取、使用电网在线数据。

随着城市电网的快速发展，电网结构日趋复杂，电网内外部威胁电网安全运行的各种风险因素越来越多，给电网运行管理带来很大挑战。目前，虽然EMS系统可以进行电网安全分析和计算，但其网络分析功能的应用模式主要还是在接到调度员请求后才执行，侧重研究模式，缺少自动跟踪电网运行状态、在线发现电网安全性问题的功能。在城市电网运行管理中引入概率风险评估，可以反映电力系统行为、负荷变化以及元件故障等方面的概率属性，并给出城市电网的风险水平量化值，是城市电网运行确定性分析方法的重要补充。

发明内容

本发明的目的是将风险评估方法应用于电网运行的在线监视和预警，通过对电网在线数据的采集、筛选、转换，建立城市电网在线风险评估计算模型，进行分析和计算，指出电网在未来数小时或数天内是否满足安全性标准；如不满足，则给出电网在相应时间段内，偏离安全运行状态的可能性以及偏离程度的综合度量，即电网的运行风险度，并指出造成电网风险的对应风险因素和事件，最终将分析结果以三维可视化的方式进行显示，从而提高城市电网安全运行水平，减少停电损失。对于保证城市电网的安全运行具有很大的社会和经济价值。

本发明提出了一种基于在线采集数据的城市电网风险评估系统，包括电网运行数据采集模块(1)、电网数据转换建模模块(2)、风险评估模块(3)、web服务器(4)和web富客户端应用程序(5)；

所述电网运行数据采集模块(1)、电网数据转换建模模块(2)和风险评估模块(3)分别安装在相互通过局域网连接的不同计算机上，或安装在同一台计算机上，通过局域网与电网调度管理系统的数据库服务器相连接；web服务器(4)通过局域网与安装了电网运行数据采集模块(1)、电网数据转换建模模块(2)和风险评估模块(3)的计算机相连接，web富客户端应用程序(5)安装在一台具有web浏览器计算机上，通过局域网和web服务器连接，所述web富客户端应用程序(5)是利用Adobe公司Flex技术开发的，运行在web浏览器上，具备丰富的图形展现力的web应用程序。

本发明还提出了一种使用上述系统的评估方法，包括以下步骤：

(1)电网运行数据采集模块(1)通过网络从电网调度管理系统的数据库服务器中读取电网基本设备数据、电网拓扑结构数据、负荷预测数据、运行历史数据及实时运行数据；

(2)电网数据转换建模模块(2)根据步骤1得到的数据，得出电网中各种开关的开合状态，线路的连接关系，变压器的分接头连接状态等信息，进而建立电网网络结构和运行方式的模型；

(3)风险评估模块(3)对电网当前运行情况进行状态估计计算；

(4)风险评估模块(3)根据状态估计结果计算基态潮流；

(5)风险评估模块(3)根据状态估计结果计算前一天的每隔15分钟的历史潮流；

(6)风险评估模块(3)使用蒙特卡罗算法，根据可能影响电网设备运行的天气及其他灾害风险数据和历史数据判断各种设备出现故障的概率；

(7)风险评估模块(3)根据基态潮流计算N-k状态潮流；

(8)风险评估模块(3)比较各次潮流计算结果，及出现的概率，计算各种风险评估值；

(9)web服务器(4)利用计算结果，组成风险评估报告web页面；

(10)web富客户端应用程序(5)从web服务器中取得评估报告页面，并显示。

本发明的有益效果是：

(1)建立了城市电网在线风险评估计算分析数据的采集、筛选、转换和建模的结构、模式和体系；

(2)将风险评估方法应用于城市电网在线评估分析，实现了风险评估方法从离线到在线，从规划分析到运行分析的应用；