[发明专利]一种计及电气主设备时变状态的变电站运行风险评估方法

权利要求书

1.一种计及电气主设备时变状态的变电站运行风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据电气主设备状态评价导则，按照故障树分层分级得到电气主设备中的各部件的状态评分，通过层次分析法确定各部件的权重系数，求得各电气主设备的模糊综合评价结果，基于各电气主设备的模糊综合评价结果进行电气主设备状态分类；

S2、考虑电气主设备状态和天气条件对故障概率的影响，得到电气主设备的比例风险模型，根据具体条件下电气主设备状态和天气条件求得电气主设备当前时段的故障概率；

S3、根据电气主设备在当前时段的故障概率，采用蒙特卡洛法，确定主设备的正常运行或故障停运状态，以变电站电源进线到负荷点之间的连通性为风险量化指标，评估变电站短时运行风险指标；

S4、若变电站短时运行风险指标满足预设条件，发出预警信息。

2.如权利要求1所述的计及电气主设备时变状态的变电站运行风险评估方法，其特征在于，步骤S1包括：

S101、建立主因素集U和子因素集U_i

主因素集U是影响电气主设备状态的各部件因素组成的集合，U＝{U₁,U₂,···,U_n}，n为主因素的个数；子因素集是以主因素集中单个主因素为对象，影响U_i的下一层因素的集合，U_i＝{U_i1,U_i2,···,U_is}，s为子因素的个数；

S102、确定各层次权重系数

通过层次分析法计算得到主因素层权重分配集W＝[w₁,w₂,···,w_n]^T和子因素层权重分配集K_i＝[K_i1,K_i2,···,K_is]；

S103、得到各因素评价指标的总权重Ω＝[ω₁,ω₂,···,ω_n]，其中ω_i＝w_i·K_i(i＝1,2,…,n)；

S104、根据状态评价集求得的中位数Q，对电气主设备的最下层因素进行评分，得到评价矩阵R，由C＝Ω·R求出总目标评价向量，再根据τ＝C·Q^T，求取电气主设备的模糊综合评价结果τ，从而进行电气主设备状态分类。

3.如权利要求1所述的一种计及电气主设备时变状态的变电站运行风险评估方法，其特征在于，步骤S2包括：

S201、将电气主设备状态X₁分为正常状态、注意状态、异常状态、严重状态四种状态，其取值分别为1、2、3、4；按气象灾害预警信号将天气条件X₂划分为白色、蓝色、黄色、橙色和红色五个等级，其取值分别为0、0、1、1.2、1.5；

S202、建立电气主设备的比例风险模型并计算电气主设备当前时段的故障概率P

其中，β为形状参数，η为特征寿命参数，t为时间变量，α₁、α₂为协变量系数，X₁为电气主设备状态，X₂为天气条件。

4.如权利要求1所述的一种计及电气主设备时变状态的变电站运行风险评估方法，其特征在于，步骤S3包括：

S301、蒙特卡洛法抽取系统状态

根据当前时段变电站内各电气主设备的故障概率P，通过蒙特卡洛法模拟变电站内各电气主设备的运行状态；

对变电站内的n个电气主设备，一次性抽取n个0～1之间的随机数r₁,r₂,…,r_n，将r_n与第n个电气主设备的故障概率P_n作比较；随机数小于或等于电气主设备的故障概率，代表该电气主设备发生故障停运，大于故障概率表示该电气主设备正常运行，得到该次抽样下的变电站系统状态；

S302、通过图论方法对变电站主接线的连通性进行识别

首先根据变电站主接线得到点/边关系图G，即

式中，G表示主接线图；V表示顶点集合，包括母线及电气主设备连接点；E表示边的集合，包括断路器、隔离开关及变压器构成的支路；(V_i,V_j)表示以V_i为起点、V_j为终点的边；n为顶点个数；

根据变电站主接线图G，得到反映节点间的邻接性的顶点-顶点邻接矩阵A＝(a_ij)_n×n

其中，a_ij表示顶点V_i与顶点V_j之间的边数，其取值和含义为

对于a_ij＝0且可以通过其余节点连通的顶点V_i和V_j，通过逻辑自乘得到可达矩阵Z

Z＝A+A²+…+Aⁿ＝(z_ij)_n×n

得到的可达矩阵Z的元素z_ij的取值和含义为

根据可达矩阵Z，判断电气主接线的连通性；

S303、采用失负荷概率LOLP和失负荷量EDNS量化变电站运行风险

式中，LOLP_i为负荷点i的失负荷概率；LOLP为变电站系统失负荷概率；EDNS_i为负荷点i的失负荷量；EDNS为系统失负荷量；L_i为负荷点i的负荷总量；F为失负荷状态集；M为系统总抽样次数；I为负荷点集合；m_i(s)表示负荷点i失负荷的次数，根据可达矩阵Z，判断得到，即

式中，i表示负荷点，J表示电源点集合，当i与所有电源点断开，m_i(s)＝1表示负荷点i在该s状态下将失负荷。