一种系统保护故障场景生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种系统保护故障场景生成方法及装置，本发明专利技术计算稳控装置故障后的指标，采用层次分析法计算各指标的权重，基于相对熵的优劣解距离法，计算各稳控装置的故障风险代价严重度因子，采用蒙特卡洛模拟方法，实现了系统保护故障场景生成，为实现对系统保护动作行为进行预判、预警、评测，提升系统保护的可靠性，进而指导系统保护的设计和运行提供了基础。基础。基础。

【技术实现步骤摘要】
一种系统保护故障场景生成方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种系统保护故障场景生成方法及装置，属于电力系统及其自动化领域。

技术介绍

[0002]随着特高压跨区互联电网的快速发展以及大量电力电子设备接入使用，电网响应特性越来越复杂，安全稳定控制系统(简称安控系统)已成为当前特高压交直流电网安全运行的标准配置，其可靠运行对保障电网安全稳定至关重要。合理配置的安控系统能够大幅度提高电网的输送能力，提高电网的经济运行水平，安控系统投运比未投运情况下，电力系统的输送能力可能相差几倍。安控系统不仅是确保电网能够安全稳定的重要因素，也是保证电网在特殊的情况下仍然能够稳定运行的最可靠的方法。安控系统在区域电网中已经得到了大量的应用，技术也得到了长足的发展，对保证区域电网的安全稳定运行起到了不可或缺的作用。
[0003]近年来国家电网公司又提出了构建大电网安全综合防御体系，即“系统保护”的要求，在西北、华东、华中、西南、东北等各分中心建立系统保护，进一步拓展了传统区域型安全稳定控制系统的架构和思路，使得安控系统覆盖面越来越广，控制范畴延伸到了广域范围的全局控制，涵盖站点越来越多，装置策略间功能的耦合关系也愈来愈复杂。同时受制于控制资源的有限性，策略间交叉配置的情况也逐渐增多，装置异常的影响范围也在逐步扩大。
[0004]现有装置可靠性的保障措施主要依赖于装置出厂前的测试和现场的联调，而且装置的异常环节和安全隐患难以全部发现。实际系统运行中装置的告警主要由厂站端人员发现并逐级汇报，由方式人员进行分析和安排运维处置，涉及的运维单位众多，周期长效率低，安全隐患难无法及时消除。随着装置规模的扩大，装置策略逻辑功能复杂程度的提高、以及检测手段的缺乏，由安控系统隐患导致的电网运行风险显著增加。为了对这些装置进行集中的统一管理，在电网调度自动化以及在线分析技术发展的推动下，现有智能电网调度控制系统安控集中监视与管理应用已经实现了对安控装置运行状态的实时监视，能够实时采集单一装置的各类信息，如压板状态、通道状态、电气量信息等，可以为安全稳定系统的异常在线识别提供基础信息业务。
[0005]然而，现有安控装置集中管理系统还停留在装置运行外特性的监视，主要基于策略层面的模型和实时状态进行系统保护在线态的、计及二次影响的一次系统分析，无法监测到装置内部硬件和软件的异常情况，进而对装置异常的本质原因进行分析；同时对于二次系统的考虑不足，缺乏一二次联动的故障分析能力，难以分析一二次交互的通信因素的系统保护复杂故障场景。在特高压交直流耦合、大量电力电子设备接入下，系统故障后稳定形态更加复杂，影响范围大幅拓展，连锁风险不断增加，迫切需要分析多发故障、甚至连锁故障等复杂故障场景、计及多种不确定因素的一二次交互的系统保护全过程，分析预测系统爆发潜在风险隐患，提升系统保护的可靠性。
[0006]为了解决安控装置集中管理系统存在的不足，需要研究系统保护故障场景生成方法，但是目前还没有此种方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种系统保护故障场景生成方法及装置，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0009]一种系统保护故障场景生成方法，包括：
[0010]计算预设的系统保护故障风险代价严重度评价的指标；
[0011]采用层次分析法计算各指标的权重；
[0012]根据指标、指标的权重、以及系统保护各稳控装置的故障概率，采用相对熵的优劣解距离法，计算系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子；
[0013]根据系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子，采样蒙特卡洛模拟方法，生成系统保护故障场景。
[0014]指标包括控制策略数占比、控制策略可替代性和控制量损失度；
[0015]其中，
[0016]控制策略数占比：稳控装置故障后，策略表中不能执行的策略占总策略的比例；
[0017]控制策略可替代性：稳控装置故障所影响的策略在整个系统中的可替代性；
[0018]控制量损失度：稳控装置故障后相关控制措施中失效控制量占总控制量的比例。
[0019]控制策略数占比计算公式为：
[0020]pro
i
＝n
i
/sum
[0021]其中，pro
i
为稳控装置i故障后的控制策略数占比，n
i
为稳控装置i故障后策略表中不能执行的策略，sum为所有稳控装置策略表的总策略；
[0022]控制策略可替代性计算公式为：
[0023][0024]其中，rep
i
为稳控装置i故障后的控制策略可替代性，H为一次故障元件数量，r
k
为稳控装置i故障后一次故障元件k的相关策略数量，q
k
为一次故障元件k的相关策略总数；
[0025]控制量损失度计算公式为：
[0026][0027]其中，los
i
为稳控装置i故障后的控制量损失度，pow
i,start
为稳控装置i的初始控制功率，pow
i,end
为稳控装置i故障后的可控功率。
[0028]采用层次分析法计算各指标的权重，包括：
[0029]根据调查问卷和专家打分的结果，获得各指标的判断矩阵；
[0030]根据判断矩阵，获得各指标的权重。
[0031]根据指标、指标的权重、以及系统保护各稳控装置的故障概率，采用相对熵的优劣
解距离法，计算系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子，包括：
[0032]根据指标、指标的权重、以及系统保护各稳控装置的故障概率，获取加权标准化故障风险代价严重度评估矩阵；
[0033]根据加权标准化故障风险代价严重度评估矩阵，计算正理想解和负理想解；
[0034]采用相对熵的优劣解距离法，计算系统保护各稳控装置的指标分别与正理想解和负理想解的距离；
[0035]根据距离，计算系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子。
[0036]计算系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子，公式为：
[0037][0038]其中，f
i
为稳控装置i的故障风险代价严重度因子，为稳控装置i的指标与正理想解的距离，为稳控装置i的指标与负理想解的距离；
[0039][0040]其中，为正理想解中第j个元素，为负理想解中第j个元素，Q
ij
为加权标准化故障风险代价严重度评估矩阵中第i行第j列元素，j＝1,2,3。
[0041]根据系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子，采样蒙特卡洛模拟方法，生成系统保护故障场景，包括；
[0042]对系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子进行降序排序；
[0043]根据降序排序的故障风险代价严重度因子，采样蒙特卡洛模拟方法，生成系统保护故障场景。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统保护故障场景生成方法，其特征在于，包括：计算预设的系统保护故障风险代价严重度评价的指标；采用层次分析法计算各指标的权重；根据指标、指标的权重、以及系统保护各稳控装置的故障概率，采用相对熵的优劣解距离法，计算系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子；根据系统保护各稳控装置的故障风险代价严重度因子，采样蒙特卡洛模拟方法，生成系统保护故障场景。2.根据权利要求1所述的一种系统保护故障场景生成方法，其特征在于，指标包括控制策略数占比、控制策略可替代性和控制量损失度；其中，控制策略数占比：稳控装置故障后，策略表中不能执行的策略占总策略的比例；控制策略可替代性：稳控装置故障所影响的策略在整个系统中的可替代性；控制量损失度：稳控装置故障后相关控制措施中失效控制量占总控制量的比例。3.根据权利要求2所述的一种系统保护故障场景生成方法，其特征在于，控制策略数占比计算公式为：pro
i
＝n
i
/sum其中，pro
i
为稳控装置i故障后的控制策略数占比，n
i
为稳控装置i故障后策略表中不能执行的策略，sum为所有稳控装置策略表的总策略；控制策略可替代性计算公式为：其中，rep
i
为稳控装置i故障后的控制策略可替代性，H为一次故障元件数量，r
k
为稳控装置i故障后一次故障元件k的相关策略数量，q
k
为一次故障元件k的相关策略总数；控制量损失度计算公式为：其中，los
i
为稳控装置i故障后的控制量损失度，pow
i,start
为稳控装置i的初始控制功率，pow
i,end
为稳控装置i故障后的可控功率。4.根据权利要求1所述的一种系统保护故障场景生成方法，其特征在于，采用层次分析法计算各指标的权重，包括：根据调查问卷和专家打分的结果，获得各指标的判断矩阵；根据判断矩阵，获得各指标的权重。5.根据权利要求1所述的一种系统保护故障场景生成方法，其特征在于，根据指标、指标的权重、以及系统保护各稳控装置的故障概率，采用相对熵的优劣解距离法，计算系统保护各稳控装置的故障风险代...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓丹，雷鸣，许剑冰，杨天舒，吴家龙，刘明松，张志，李满礼，冯佳期，陈军，赵子涵，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司国网四川省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：