[发明专利]一种面向开关及刀闸操作过程的风险量化评估方法

摘要

本发明公开了一种面向开关及刀闸操作过程的风险量化评估方法，包括如下步骤：(1)将开关、刀闸的操作状态分为成功态C1、事故态C2和缺陷态C3三类风险场景，分别计算开关、刀闸处于成功态C1、事故态C2和缺陷态C3三类风险场景的风险影响值；(2)分别计算开关、刀闸处于成功态C1、事故态C2和缺陷态C3三类风险场景的概率；(3)根据风险理论进行风险量化评估。本发明可指导实际开关及刀闸操作，对于规避开关及刀闸操作风险，降低开关及刀闸操作风险系数，维持电力系统的安全、可靠、经济运行具有重要意义。

主权项

一种面向开关及刀闸操作过程的风险量化评估方法，其特征在于，包括如下步骤：一、将开关、刀闸的操作状态分为成功态C1、事故态C2和缺陷态C3三类风险场景，分别计算开关、刀闸处于成功态C1、事故态C2和缺陷态C3三类风险场景的风险影响值；开关、刀闸处于当前风险场景的风险影响值的计算方法，包括步骤(1)至(5)：(1)选择开关、刀闸所处于的风险场景，设开关、刀闸处于第m类风险场景，对开关、刀闸进行操作模拟，开关的操作形式包括断开、合上；刀闸的操作形式包括拉开、合上；(2)计算开关、刀闸操作的操作风险概率；1)根据对开关、刀闸发生故障产生影响的使用状态历史统计数据，获取状态因数PS，PS∈(0,1)，其值越大表示操作风险概率越大；2)根据天气状况对开关、刀闸发生故障的影响，获取天气影响因数PW，取值依据为：当天气状况为正常天气时，PW＝1；为台风黄色预警时，PW＝2；为台风橙色预警时，PW＝3；为台风红色预警时，PW＝4；为雷雨大风黄色预警时PW＝1.2；为雷雨大风橙色预警时，PW＝1.5；为雷雨大风红色预警时，PW＝2；为森林火险橙色预警时，PW＝1.2；为森林火险红色预警时，PW＝1.5；为高温橙色预警时，PW＝1.1；为高温红色预警时，PW＝1.2；为大雾橙色预警时，PW＝1.1；为大雾红色预警时，PW＝1.2；3)计算开关、刀闸处于第m类风险场景的操作风险概率Priskm，其计算公式为：Priskm＝PS PW；(3)计算开关、刀闸操作的风险危害值；1)计算当前开关、刀闸操作系统状态的风险危害值的方法，包括步骤①～④：①根据对开关、刀闸操作可能引起的预想故障的关注程度，对关注度因数λ进行赋值，赋值范围为(0,1)，其值越大表示对其关注度越大；②根据开关、刀闸操作引发的故障在不同时期所造成的社会影响，获取社会影响因数σ，取值依据为：在一般时期，σ＝1；在特殊时期保供电，σ＝1.2；在二级保供电，σ＝1.2；在一级保供电，σ＝1.6；特级保供电，σ＝2；③采用电压越限指标CV、系统负荷损失指标CL和系统阻尼指标CZ这三个指标作为评估指标，计算当前系统状态的操作风险后果E；其中，电压越限指标CV的计算公式如下：式中，Ui为母线电压，Udown为电压下限，Uup为电压上限，Un为额定电压值，v为电压越限系数，u为电压越限的节点集合；系统负荷损失指标CL的计算公式如下：CL=Σj∈loPj;]]>式中，lo为负荷损失的节点集合，Pj为第j个负荷损失的节点对应有功功率；系统阻尼指标CZ的计算公式如下：CZ=0Zn>1.1ZdminΣn∈zob×ZdminZnZdmin≤Zn≤1.1ZdminΣn∈zoa×ZdminZnZn<Zdmin;]]>式中，zo为满足对应条件下的节点集合，Zn为系统部分阻尼值，Zdmin为系统安全稳定运行的最小阻尼，b为告警系数，a为越限系数；对电压越限指标CV、系统负荷损失指标CL和系统阻尼指标CZ进行标幺化，方法如下：CVmax、CLmax和CZmax分别为CV、CL和CZ的历史最大值，若CV＞CVmax，则电压越限指标CV的标幺值大于1；下一次计算操作风险后果时，CVmax值变更为本次计算操作风险后果时CV的值；若CL>CLmax，则电压越限指标CL的标幺值大于1；下一次计算操作风险后果时，CLmax值变更为本次计算操作风险后果时CL的值；若CZ>CZmax，则电压越限指标CZ的标幺值大于1；下一次计算操作风险后果时，CZmax值变更为本次计算操作风险后果时CZ的值；则当前系统状态的操作风险后果E的计算公式如下：E=CVCVmax+CLCLmax+CZCZmax;]]>④计算当前开关、刀闸操作系统状态的风险危害值K，其计算公式如下：K＝λσE；2)将完成开关、刀闸操作时的系统状态定义为系统的基本状态S0，根据步骤1)所述的计算当前开关、刀闸操作系统状态的风险危害值的方法，计算基本状态风险危害值K0；3)进行开关、刀闸操作发展态模拟，对所有可能影响系统静态安全的预想状态集合定义为系统的静态发展态S1，根据步骤1)所述的计算当前开关、刀闸操作系统状态的风险危害值的方法，计算静态发展态风险危害值K1；对所有可能危害系统暂态安全的预想状态集合定义为系统的暂态发展态S2，根据步骤1)所述的计算当前开关、刀闸操作系统状态的风险危害值的方法，计算静态发展态风险危害值K2；4)计算开关、刀闸处于第m类风险场景的风险危害值Kriskm，其计算公式为：Kriskm＝K0+K1+K2；(4)根据所选择的风险场景，对发展态场景进行N‑1最优潮流计算，对切负荷情况进行定量判断；(5)计算开关、刀闸处于第m类风险场景的风险影响值Rriskm，其计算公式为：Rriskm＝PriskmKriskm；二、分别计算开关、刀闸处于成功态C1、事故态C2和缺陷态C3三类风险场景的概率；开关、刀闸处于成功态C1风险场景的概率P1和处于事故态C2风险场景的概率P2根据实际经验确定，取值范围为(0,1)；值越大表示风险状态发生的概率越大；开关、刀闸处于缺陷态C3风险场景的概率P3的计算公式如下：P3={0t<t0e-t0tt>t0;]]>式中，e为自然常数，t为开关、刀闸操作的实际时间，t0为开关、刀闸操作的标准时间；三、根据风险理论进行风险量化评估；计算开关、刀闸操作的风险影响值R，其计算公式如下：R=Σm=1NPmRriskm;]]>式中，m＝1、2或3分别表示开关、刀闸处于成功态C1、事故态C2和缺陷态C3的风险场景，Pm为开关、刀闸处于第m类风险场景的概率，N＝3。