一种基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法

摘要

本发明公开了一种基于网络拓扑和PSD‑BPA分析的事故事件等级自动评定方法，包括对备自投进行动作研究分析；采集事故事件中电网的各项数据情况；根据所述采集到的数据情况对所述事故事件进行风险量化；根据所述风险量化进行事故事件等级的自动评定。本发明能够实现系统需求数据的自动采集匹配转换合成，提高数据准确性以及人员工作效率，为电网运行方式智能编排与风险防控分析工作提供有力的技术支撑平台。

说明书

技术领域

本发明涉及电网事故自动判定的技术领域，尤其涉及一种基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法。

背景技术

随着时代的飞速进步，电网的规模也日渐扩大，发生事故的概率也越来越大，所以如何保障电网正常运行，提高电力系统的稳定性和可用性就成为了目前最重要的问题。现今方式专业的大量日常工作还是需要依靠人员手工收集、核对、匹配、转换、录入数据，依靠人工开展电网运行方式智能编排与风险防控分析工作，容易造成偏差。而且BPA无法自动更新计算文件而是需要人工维护数据，只有“代码层级”操作界面、人性化严重不足、不便于常态化使用；且BPA无法实现备自投动作的N-1(+1)静态安全分析及计算损失负荷量，而备自投本身是地区电网在日常工作中有别于省电网需要重点考虑及解决的因素。所以我们迫切需要一个能够自动评定电网发生事故事件后自动评级的方法。

因此，本文研究开发了一套电网运行方式智能分析与风险诊断一体化分析平台。基于PSD-BPA的地区电网计及备自投的静态安全分析方法、事故事件等级评定方法、风险评估计算方法为实现输变电设备检修计划智能编排、电网运行风险防控提供基础计算方法。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有事故事件等级评定存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：BPA无法自动更新计算文件而是需要人工维护数据，只有“代码层级”操作界面、人性化严重不足、不便于常态化使用并且无进行备自投动作的N-1(+1)静态安全分析及计算损失负荷量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：对备自投进行动作研究分析；采集事故事件中电网的各项数据情况；根据所述采集到的数据情况对所述事故事件进行风险量化；根据所述风险量化进行事故事件等级的自动评定。

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述对备自投进行动作研究分析包括，利用编程软件，实现在BPA中实时投退备自投，把备自投动作作为实际电网中故障的一种自动响应，进而给出可供选择的系统调整策略；在电网的静态安全分析中，利用BPA软件进行潮流计算和静态安全分析时，BPA中并没有备自投相关的概念和操作，若不考虑备自投的动作，分析结果通常为甩负荷，其计算分析结果不符合电网的实际运行情况；因此对高压配电压进行静态安全分析和风险评估计算时，应考虑设备开断后备用开关自动投入的情况，即将N-1分析转变为N-1(+1)分析，甚至N-1(+M)故障分析，以确定故障后新的运行方式下系统的可靠性程度。

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述对事故事件进行风险量化包括，通过失压变电站数统计、损失负荷计算以及损失用户数统计进行风险量化。

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述进行失压变电站数统计包括，计算失压变电站数，借助BPA中的B卡节点，若B卡存在则表明该母线有压，反之则该母线失压；若全站的B点即母线都没有了则表明该站失压，因此，只需要知道该站在BPA中的B卡是否都存在即可判断该站是否失压。

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述损失负荷计算包括，利用BPA计算可以为快速算出某一分区的负荷数，在计算负荷数时只需要在运行完BPA文件，在生成的结果文件即PFO文件中提取对应的负荷信息；因此只需计算两次可以得到是否有损失负荷，第一次为：在完好的情况下计算，得出总负荷a；第二次为：在某一个设备检修即推出运行时，使网架能够正常运行然后进行计算，得出总负荷b；由上述可得损失负荷可表示为公式c＝b-a。

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述损失用户数统计包括，母线在BPA的表示为B卡节点，母线失压在BPA中的表示为在表示所述失压母线的B卡前加“.”符号，通过计算在检修的情况下被注释B卡的数量，可以得出失压母线的数量；因此通过BPA计算出失压母线和线路，并通过拓扑分析找出相应母线节点所关联的失压线路，调取和引用可靠性系统或其他系统对应线路的用户数据，可以自动计算损失的用户数。

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述进行风险量化还包括，其计算公式为如下所示：电网风险值＝max{(风险危害值)×(风险概率值)}

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述风险危害值包括，风险危害值＝(危害严重程度分值)×(社会影响因数)×(损失负荷或用户性质因数)

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述风险概率值包括，风险概率值的公式分为基准风险和基于问题的风险两种：基准风险：风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)；基于问题的风险：风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)×(天气影响因数)×(设备缺陷影响因数)×(检修管理因数)×(检修时间因数)×(现场施工因数)×(控制措施因数)×(操作风险因数)

作为本发明所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的一种优选方案，其中：所述进行事故事件等级的自动评定包括，进行风险辨识，利用BPA离线计算程序对网架进行N-1+1扫描，计算出失压变电站、损失负荷、损失用户数、失压母线等信息，根据所述故障风险来进行事故事件等级划分。

本发明的有益效果：本发明能够实现系统需求数据的自动采集匹配转换合成，提高数据准确性以及人员工作效率，为电网运行方式智能编排与风险防控分析工作提供有力的技术支撑平台。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的流程示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的备自投的静态安全分析方法流程图；

图3为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的110kV变电站典型备自投接线图；

图4为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的失压变电站数统计流程图；

图5为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的损失负荷计算流程图；

图6为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的损失用户数统计流程图；

图7为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的事故事件等级判据图1；

图8为本发明第一个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的事故事件等级判据图2；

图9为本发明第二个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的dat文件的分区卡片图；

图10为本发明第二个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的第一次计算的负荷信息图；

图11为本发明第二个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的汉田变电站的B卡图；

图12为本发明第二个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的第二次计算的负荷信息图；

图13为本发明第三个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的风险辨识页面图；

图14为本发明第三个实施例所述的基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法的事故事件等级自动评定结果图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～8，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于网络拓扑和PSD-BPA分析的事故事件等级自动评定方法，包括：

S1：对备自投进行动作研究分析。其中需要说明的是，

对备自投进行动作研究分析包括，备自投的静态安全分析方法通过外部程序调动PSD-BPA潮流计算程序，在基于PSD-BPA展开地区电网安全性研究的基础上，自动修改潮流数据并进行运算，并根据N-1等模拟开断得到的pfo格式的潮流计算结果文件制定相关备自投的投退控制策略；利用编程软件，实现在BPA中实时投退备自投，把备自投动作作为实际电网中故障的一种自动响应，进而给出可供选择的系统调整策略；在电网的静态安全分析中，利用BPA软件进行潮流计算和静态安全分析时，BPA中并没有备自投相关的概念和操作，若不考虑备自投的动作，分析结果通常为甩负荷，其计算分析结果不符合电网的实际运行情况；因此对高压配电压进行静态安全分析和风险评估计算时，应考虑设备开断后备用开关自动投入的情况，即将N-1分析转变为N-1(+1)分析，甚至N-1(+M)故障分析，以确定故障后新的运行方式下系统的可靠性程度，参照图3为110kV高压变电站典型备自投接线。

其中N-1为单一故障安全准则，当电力系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电，且不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。

S2：采集事故事件中电网的各项数据情况。

S3：根据采集到的数据情况对事故事件进行风险量化。其中需要说明的是，

对事故事件进行风险量化包括，通过失压变电站数统计、损失负荷计算以及损失用户数统计进行风险量化。

进一步的是，进行失压变电站数统计包括，参照图4，计算失压变电站数，借助BPA中的B卡节点，若B卡存在则表明该母线有压，反之则该母线失压；若全站的B点即母线都没有了则表明该站失压，因此，只需要知道该站在BPA中的B卡是否都存在即可判断该站是否失压；

损失负荷计算包括，参照图5，利用BPA计算可以为快速算出某一分区的负荷数，在计算负荷数时只需要在运行完BPA文件，在生成的结果文件即PFO文件中提取对应的负荷信息；因此只需计算两次可以得到是否有损失负荷，第一次为：在完好的情况下计算，得出总负荷a；第二次为：在某一个设备检修即推出运行时，使网架能够正常运行然后进行计算，得出总负荷b；由上述可得损失负荷可表示为公式c＝b-a；

损失用户数统计包括，母线在BPA的表示为B卡节点，母线失压在BPA中的表示为在表示失压母线的B卡前加“.”符号，通过计算在检修的情况下被注释B卡的数量，可以得出失压母线的数量；因此通过BPA计算出失压母线和线路，并通过拓扑分析找出相应母线节点所关联的失压线路，调取和引用可靠性系统或其他系统对应线路的用户数据，可以自动计算损失的用户数；

对于上述损失风险量化其计算公式为：电网风险值＝max{(风险危害值)×(风险概率值)}

更进一步的是，风险危害值包括，风险危害值＝(危害严重程度分值)×(社会影响因数)×(损失负荷或用户性质因数)

风险概率值包括，风险概率值的公式分为基准风险和基于问题的风险两种：基准风险：风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)；基于问题的风险：风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)×(天气影响因数)×(设备缺陷影响因数)×(检修管理因数)×(检修时间因数)×(现场施工因数)×(控制措施因数)×(操作风险因数)

S4：根据风险量化进行事故事件等级的自动评定。其中需要说明的是，

进行事故事件等级的自动评定，进行风险辨识时选取需要辨识的检修计划，利用BPA离线计算程序对网架进行N-1+1扫描，计算失压变电站、损失负荷、损失用户数、失压母线等信息并显示过载信息，根据故障风险来进行事故事件等级划分，其部分划分情况可参照图7～8所示，可以看出将事故事件等级分为了9种。

实施例2

参照图9～12，为本发明的第二个实施例，对损失负荷计算进行说明，图9为BPA软件中dat文件的分区卡片内容，以GZ区为例，首先进行第一次计算，生成pfo文件，在文件中搜索“负荷”，定位到负荷信息的位置，因为此处未对数据作任何处理，因此修改前数据和修改后数据是一致的，参照图10修改前的数据即为a，假设只修改有功负荷(MW)，即取a＝14916；回到dat文件，在文件中搜索“GZ”并选择一个GZ分区内的设备作处理，参照图11～12这里选择处理汉田变电站的B卡，把带有功负荷的数据删除，即删除“379.”；进而进行二次计算，生成pfo文件，在文件中搜索“负荷”，定位到负荷信息的位置发现修改前的负荷数据与第一次计算后有变化，此处修改前的负荷数据即为b，即取b＝14537，可以得到c＝b-a＝14537-14916＝-379，即可表示损失负荷为379。

实施例3

参照图13～14，为本发明的第三个实施例，为了更好地对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例中选择检修乐唐乙线进行测试，以科学论证的手段验证本方法所具有的真实效果；

本实施例选取检修乐唐乙线进行风险辨识，通过备自投进行动作研究分析包括以及事故事件进行风险量化，可以得到“乐唐乙线”存在四个故障设备，以图13中的故障设备“唐家站110kV1M”为例，其失压变电站为唐山站，通过进行风险量化所得结果参照图14所示，从图中可以看出其负荷损失是39.7MW，负荷损失比例是0.02；损失用户数是13342，损失用户数比例是0.02，根据事故事件等级划分情况可以在5s内得出事故事件等级为三级事件；而使用传统等级评定方法对乐唐乙线进行检修，通过BPA进行计算，并通过人工判断事故事件等级，需要花费1小时判定其事故事件等级为三级事件，消耗大量的人力和时间，因此无法进行常态化使用，本发明方法与传统评定方法相比，节省了人力和时间能够快速进行事故事件等级的划分。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。