一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法及系统，方法包括：构建短时间尺度评估指标、中长时间尺度评估指标和长时间尺度评估指标；获取电力应急线上推演的指标数据，并使用模态分解法进行平稳化处理；采用自适应权重模型确定各个指标的权重，并引入状态变权因子进行调整；结合指标的权重和指标数据，使用Topsis模型对电力应急线上推演进行评估，根据评估结果进行优化。与现有技术相比，本发明专利技术从全局性角度出发，构建多时间尺度下的电力应急预案线上推演动态评估模型，通过对评估结果的分析，能够发现基于动态无规则机制下的电力应急线上推演的不足之处并及时改善，从而使得电力应急预案在处理实际的突发事件时具有更高的执行效率。有更高的执行效率。有更高的执行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网企业应急演练评价及优化领域，尤其是涉及一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法及系统。

技术介绍

[0002]和所有大型生产活动相同，电力生产活动也存在着安全隐患。电力应急推演，即电力反事故演习，是电力应急的重要组成部分，是属于预防阶段的重要活动。电力应急推演具有无法替代的评估作用，一方面是对电网应对事故能力的评估，推演将会展现电网应对电力事故的先进技术和方法，另一方面也是对电网员工应对事故能力的评估。
[0003]现有的应急推演大多是在静态脚本下进行的，且实战推演成本高，无法实现应急推演的常态化，因此针对这种电力应急推演而设计的推演评估模型，并不能够真正地对推演本身提出具有指导性的改进意见。而线上推演具有综合成本低，对电网实际运行影响小以及易于实现常态化等优点，因此得到广泛的运用。此外，电力应急推演的评估则是应急推演改善和优化的最有效途径，合理的推演评估模型能够发现应急响应过程中存在的不足之处，同时也能检验相应应急预案的执行有效性，因此电力应急预案推演评估模型应是电力应急研究领域的重点所在。目前，尚未有较好的评估模型对应急线上推演进行评价，也就无法及时发现和改善相应电力应急预案的不足之处。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法及系统。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法，包括以下步骤：
[0007]S1、构建短时间尺度评估指标、中长时间尺度评估指标和长时间尺度评估指标；
[0008]S2、获取电力应急线上推演的指标数据，并使用模态分解法对指标的指标数据进行平稳化处理；
[0009]S3、采用自适应权重模型确定各个指标的权重，并引入状态变权因子对权重进行调整；
[0010]S4、结合指标的权重和指标数据，使用Topsis模型对电力应急线上推演进行评估，根据评估结果改善电力应急线上推演。
[0011]优选的，所述短时间尺度评估指标为弹性指数，其具体含义如下：
[0012][0013]其中，K(t)表示t时刻电力系统的弹性指数，t0为电力系统未受到扰动时的某一时刻，即电力系统运行正常的时刻；t
d
为电力系统受到扰动后运行状态最差的时刻；ΔP
R
(t)表示t时刻电力系统的供需不平衡程度，且有：
[0014][0015]其中，为电力系统中火力发电机组在t时刻的发电量；为电力系统中风力发电机组在t时刻的发电量；为电力系统中光伏装置在t时刻的发电量；为电力系统中蓄电装置在t时刻的发电量；为电力系统在t时刻的负荷总量；
[0016]所述中长时间尺度评估指标为调度系数，电力系统的调度资源包括上下层电网之间的传输线、可控负荷和微网中的储能装置，调度系数的具体含义如下：
[0017][0018]其中，A(t)表示t时刻电力系统的调度系数，ΔP
MGi
(t)表示t时刻电力系统中微网i的调度出力，λ
MGi
(t)表示t时刻电力系统中微网i的调度系数；ΔP
CL
(t)表示t时刻电力系统中可控负荷的调度出力，λ
CL
(t)表示t时刻电力系统中可控负荷的调度系数；ΔP
trans
(t)表示t时刻电力系统中配电网和上层电网的交换调度出力，λ
trans
表示电力系统的交换调度系数，即传输线资源的调度系数，μ
trans
(t)表示t时刻电力系统中上下层电网间的传输线开关是否闭合，取0和1；P
cj
(t)为t时刻电力系统的冲击负荷变化值；
[0019]所述长时间尺度评估指标为多个因素通过DEA方法拟合成的静态计算指标，具体含义如下：
[0020][0021]其中，ρ表示长时间尺度下的静态计算指标，c1、c2分别表示电力应急线上推演的运行成本和组织成本，c
sum
为总的预算成本，e
loss
为设备损失量，e
total
为总电气设备数量，m
loss
为应急物资消耗量，m
total
为应急物资总量，p
use
为电力应急线上推演的实际动员人员数量，p
total
为总的参与电力应急线上推演的人员数量，η为系统恢复百分比。
[0022]优选的，t时刻电力系统中微网i的调度系数的具体含义如下：
[0023][0024]其中，ES
i
(t)表示微网i中储能装置在t时刻的电量储量，ES
imax
表示微网i中储能装置的最大电量储量，ES
imin
表示微网i中储能装置的最小电量储量，λ
MGi,min
表示微网i分配的最小调度系数；
[0025]可控负荷的调度系数λ
CL
(t)和交换调度系数λ
trans
取常数，且λ
MGi,min
>λ
CL
(t)>λ
trans
。
[0026]优选的，步骤S2中，使用模态分解法对短时间尺度评估指标和中长时间尺度评估指标的指标数据进行平稳化处理，包括以下步骤：
[0027]S21、获取动态的指标评估值，并将其设为信号数列X(t)；
[0028]S22、找出信号数列X(t)的所有极值点，使用样条插值法对极小值点形成下包络线，对极大值点形成上包络线，计算上包络线和下包络线的平均包络线m(t)；
[0029]S23、令信号数列X(t)减去平均包络线数列m(t)得到h(t)，判断h(t)是否满足第一预设条件，若满足，则执行步骤S24，否则，将h(t)作为新的信号数列X(t)，执行步骤S22；
[0030]S24、将h(t)作为信号数列X(t)的IMF分量，记为将信号数列X(t)减去h(t)得到余量R(t)，将余量R(t)作为新的信号数列X(t)，执行步骤S22，直至R(t)满足第二预设条件，步骤S21中的信号数列X(t)被分解为余量R(t)和多个IMF分量；
[0031]S25、对于数列R(t)，计算其平均值，将平均值作为平稳化处理后的指标数据。
[0032]优选的，步骤S3具体为：
[0033]采用自适应权重模型对3种指标进行赋权，得到短时间尺度评估指标、中长时间尺度评估指标和长时间尺度评估指标的初始权重ω
’1,ω
’2,ω
’3；计算各个指标的状态变权因子，使用状态变权因子修正初始权重，得到各个指标的权重ω1,ω2,ω3；
[0034]其中，ω
i
＝S
i
×
ω...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建短时间尺度评估指标、中长时间尺度评估指标和长时间尺度评估指标；S2、获取电力应急线上推演的指标数据，并使用模态分解法对指标的指标数据进行平稳化处理；S3、采用自适应权重模型确定各个指标的权重，并引入状态变权因子对权重进行调整；S4、结合指标的权重和指标数据，使用Topsis模型对电力应急线上推演进行评估，根据评估结果改善电力应急线上推演。2.根据权利要求1所述的一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法，其特征在于，所述短时间尺度评估指标为弹性指数，其具体含义如下：其中，K(t)表示t时刻电力系统的弹性指数，t0为电力系统未受到扰动时的某一时刻，即电力系统运行正常的时刻；t
d
为电力系统受到扰动后运行状态最差的时刻；ΔP
R
(t)表示t时刻电力系统的供需不平衡程度，且有：其中，为电力系统中火力发电机组在t时刻的发电量；为电力系统中风力发电机组在t时刻的发电量；为电力系统中光伏装置在t时刻的发电量；为电力系统中蓄电装置在t时刻的发电量；为电力系统在t时刻的负荷总量；所述中长时间尺度评估指标为调度系数，电力系统的调度资源包括上下层电网之间的传输线、可控负荷和微网中的储能装置，调度系数的具体含义如下：其中，A(t)表示t时刻电力系统的调度系数，ΔP
MGi
(t)表示t时刻电力系统中微网i的调度出力，λ
MGi
(t)表示t时刻电力系统中微网i的调度系数；ΔP
CL
(t)表示t时刻电力系统中可控负荷的调度出力，λ
CL
(t)表示t时刻电力系统中可控负荷的调度系数；ΔP
trans
(t)表示t时刻电力系统中配电网和上层电网的交换调度出力，λ
trans
表示电力系统的交换调度系数，即传输线资源的调度系数，μ
trans
(t)表示t时刻电力系统中上下层电网间的传输线开关是否闭合，取0和1；P
cj
(t)为t时刻电力系统的冲击负荷变化值；所述长时间尺度评估指标为多个因素通过DEA方法拟合成的静态计算指标，具体含义如下：
其中，ρ表示长时间尺度下的静态计算指标，c1、c2分别表示电力应急线上推演的运行成本和组织成本，c
sum
为总的预算成本，e
loss
为设备损失量，e
total
为总电气设备数量，m
loss
为应急物资消耗量，m
total
为应急物资总量，p
use
为电力应急线上推演的实际动员人员数量，p
total
为总的参与电力应急线上推演的人员数量，η为系统恢复百分比。3.根据权利要求2所述的一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法，其特征在于，t时刻电力系统中微网i的调度系数的具体含义如下：其中，ES
i
(t)表示微网i中储能装置在t时刻的电量储量，ES
imax
表示微网i中储能装置的最大电量储量，ES
imin
表示微网i中储能装置的最小电量储量，λ
MGi,min
表示微网i分配的最小调度系数；可控负荷的调度系数λ
CL
(t)和交换调度系数λ
trans
取常数，且λ
MGi,min
>λ
CL
(t)>λ
trans
。4.根据权利要求2所述的一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法，其特征在于，步骤S2中，使用模态分解法对短时间尺度评估指标和中长时间尺度评估指标的指标数据进行平稳化处理，包括以下步骤：S21、获取动态的指标评估值，并将其设为信号数列X(t)；S22、找出信号数列X(t)的所有极值点，使用样条插值法对极小值点形成下包络线，对极大值点形成上包络线，计算上包络线和下包络线的平均包络线m(t)；S23、令信号数列X(t)减去平均包络线数列m(t)得到h(t)，判断h(t)是否满足第一预设条件，若满足，则执行步骤S24，否则，将h(t)作为新的信号数列X(t)，执行步骤S22；S24、将h(t)作为信号数列X(t)的IMF分量，记为将信号数列X(t)减去h(t)得到余量R(t)，将余量R(t)作为新的信号数列X(t)，执行步骤S22，直至R(t)满足第二预设条件，步骤S21中的信号数列X(t)被分解为余量R(t)和多个IMF分量；S25、对于数列R(t)，计算其平均值，将平均值作为平稳化处理后的指标数据。5.根据权利要求1所述的一种基于EMD方法的电力应急线上推演优化方法，其特征在于，步骤S3具体为：采用自适应权重模型对3种指标进行赋权，得到短时间尺度评估指标、中长时间尺度评估指标和长时间尺度评估指标的初始权重ω
′1,ω
′2,ω
′3；计算各个指标的状态变权因子，使用状态变权因子修正初始权重，得到各个指标的权重ω1,ω2,ω3；其中，ω
i
＝S
i
×
ω
′
i
，S
i
为第i个指标的状态变权因子，其具体含义如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈璐，周健，鲁燕青，任辰，
申请(专利权)人：华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：