[发明专利]多火点电网风险矩阵增零变换快速救援方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程及计算机处理技术领域，尤其涉及一种多火点电网风险矩阵增零变换快速救援方法及系统。

背景技术

受工农业用火习俗以及气候等多因素影响，山火灾害经常在大范围内同时爆发，导致多条电网输电线路同时跳闸，严重威胁电网安全。

当电网输电线路附近有山火时，必须马上安排灭火装备对火点实施灭火，以减小大范围山火灾害对电网的危害。当电网同时爆发多个火点时，需要研究最优的灭火装备调配方案，根据各火点和灭火装备的相对位置，将每个灭火装备调配到其最适合处理的火点处，使电网总体的损失降到最低。如果采用枚举法遍历所有不同的调配方案进行寻优，会出现维数灾，例如当有50个火点和20台灭火装备时，共有约1.15×10³²种可能的方案，不满足实际电网的应急需求。

专利ZL201410191734.2提出了输电线路山火智能应急处置的火行为特征分析方法，该方法通过计算山火火点距离指数、分析火行为特征、计算植被条件指数等，得到火点的风险指标，并针对火点风险程度大小的不同，采取不同的处置措施，未整体考虑处置措施的优化问题；专利CN103942458A提出了大范围山火灾害下输电线路应急处置智能优化方法，该方法运用TOPSIS计算火点的风险排序，根据火点风险大小的不同依序安排灭火，未考虑多火点情形下火点和灭火装备的相对位置和灭火装备路径的整体优化问题；专利CN104915775A提出了一种山火灾害下输电线路风险评估与应急决策方法，该方法首先计算所有火点的风险排序，然后优先处置风险优先级大的火点，未考虑整体处置效益的最大化。

发明内容

本发明目的在于公开一种多火点电网风险矩阵增零变换快速救援方法及系统，以快速、准确地制定电网灭火装备的最优应急调配策略。

为实现上述目的，本实施例公开的多火点电网风险矩阵增零变换快速救援方法包括：

计算受火点j影响的所有线路的风险之和R_j；

建立多火点电网灭火装备救援优化模型：其中，L为电网总的损失，M为火点数，E_j为火点j对电网产生的损失，E_j等于火点j的风险之和R_j与火点j燃烧时间t_j的乘积；

假设有N台灭火装备和M个火点，将多火点电网灭火装备救援优化模型转换为：

x_ij＝0,1；i＝1,2,...,N；j＝1,2,...,M；

G为灭火装备的救援总收益；c_ij为灭火装备i救火点j的收益；x_ij表示灭火装备i救火点j的决策变量，x_ij＝1表示灭火装备i救火点j，x_ij＝0表示灭火装备i不去救火点j；其中，t_ij为当火点j有灭火装备i去救的时候灭火装备i从出发至火点j处路上所花的时间；t_max为当火点j没有灭火装备去救的时候的最大救援时间；

构造多火点电网风险矩阵记为D，对风险矩阵D进行增零变换得到增零矩阵E，所述增零变换包括通过由每一行元素减去该行最小元素、以及每一列元素减去该列最小元素所组成的两种方式进行反复操作直到矩阵中出现N个独立的0元素为止，其中，增零矩阵E中独立的0元素是指该0元素所在行与列中无其他0元素；

将增零矩阵E中所有0元素变为1，所有非零元素变为0，得到的新的矩阵即为电网灭火装备救援火点的决策矩阵，其中决策矩阵中元素x_ij＝1表示灭火装备i救火点j，x_ij＝0表示灭火装备i不去救火点j。

可选的，上述任一线路的风险计算过程包括：

获取受山火威胁的线路数为L，采用随机数列生成器生成长度为L的0/1数列作为电网的故障组合，为1表示正常运行，为0表示跳闸，当故障组合中有k个0时，该故障组合为k重故障组合；

综合电网稳定裕度指标、电网事故风险指标和电网运行风险指标评估各故障组合下的电网风险R：

其中，为电网稳定裕度指标，R^a为电网事故风险指标，R^o为电网运行风险指标；

对各重故障组合进行抽样模拟，在每次模拟中，若线路跳闸，则该线路在该次模拟中的风险指标为R；若该线路未跳闸，则该线路在该次模拟中的风险指标为0；以及