一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法及系统，涉及电网应急抢修站的选址和配置技术领域，本发明专利技术考虑了系统运行恢复层面的要求及各典型台风灾害场景的出现概率，以恢复全过程负荷停电损失及运输费用总和最小为目标构建上层随机规划模型，求取电力应急抢修中心在系统中的布局方案；以人员配置成本、物资配置成本、建设成本及运维成本总和最小为目标构建下层模型，进行应急抢修资源的优化配置。有助于保障极端灾害发生过程中应急资源紧急响应、极端灾害发生后快速恢复供电，对降低极端灾害对社会、经济带来的负面影响具有至关重要的作用。响具有至关重要的作用。响具有至关重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网应急抢修站的选址和配置
，具体的是一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法及系统。

技术介绍

[0002]电力系统作为关系到国家安全和社会稳定的重要基础设施，对于地区乃至国家层面的影响均需得到高度重视。回顾以往，世界范围内极端灾害导致的电网大停电事故频发，给当地的居民生活与安全、社会繁荣与稳定产生巨大的影响。电力应急资源的规划是保障事件发生过程中应急资源紧急响应、事件发生后快速恢复供电的前提，合理规划电力系统应急抢修中心对于保证极端灾害事件发生后应急资源及时运送，缩短系统停电时间，进而减小社会、经济影响具有重要意义。
[0003]当前对于电力应急抢修中心的规划存在诸多不足：(1)当前应急抢修规划大多负荷恢复阶段的停电损失最小作为应急抢修中心的选址标准，未考虑系统全黑情况，不是以恢复全过程作为优化目标，不利于降低全过程的停电损失；(2)当前应急抢修规划将故障输电线路修理完毕的时间视为负荷恢复供电的时间，忽略了输电线路充电时间及实际运行结果，未协调灾后的系统恢复与应急抢修过程，所得规划结果不够准确；(3)当前应急抢修规划未考虑灾后道路损坏情况，使得模型不够准确，导致电力应急抢修中心的规划结果不够合理。上述问题最终导致电力应急中心规划不够合理，不利于灾后系统供电的快速恢复。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法及系统，以期能够合理地进行电力应急抢修中心的选址及配置，有利于减少灾后负荷停电损失，缩短灾害导致的停电时间，保障居民生活与安全、社会繁荣与稳定。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，方法包括以下步骤：
[0006]接收台风灾害相关数据，将台风灾害相关数据输入至预先建立的台风在地表的风速模型内，得到地表风速，将地表风速进行标准海拔转换得到输电线路承受的风速；
[0007]将输电线路承受的风速输入至预先建立的输电线路故障概率模型内，得到输电线路故障概率；
[0008]将灾后道路路段按长度划分为地理分析单元，将地理分析单元进行分层，根据分层后的地理分析单元计算地理分析单元的危险性指标和地理分析单元的抗力指标；
[0009]将地理分析单元的危险性指标和地理分析单元的抗力指标计算得出地理分析单元的失效指标，将地理分析单元损坏情况进行分级，并与地理分析单元的失效指标进行抽样判定地理分析单元的受损状况；
[0010]根据地理分析单元的受损状况确定道路通行能力折减系数和车速折减系数；
[0011]将输电线路故障概率、道路通行能力折减系数和车速折减系数进行模拟得到故障场景，对故障场景进行聚类，得到场景发生概率；
[0012]将场景发生概率输入至预先建立的面向台风灾害的电力应急抢修中心双层规划模型内，得到电力应急抢修站的最优位置及配置，从而起到对电力应急抢修站规划的最优规划作用。
[0013]优选地，所述台风灾害相关数据包括：距台风中心处的风速、台风的最大风速半径、风速分布参数和台风的最大风速。
[0014]优选地，所述输电线路故障概率计算如下：
[0015][0016]式中，P
fw
代表台风灾害作用下输电线路故障概率；V
10
代表输电线路承受的风速；V代表输电线路设计最大抗风风速。
[0017]优选地，所述地理分析单元的危险性指标包括灾害危险性期望值和荷载指标的方差，计算过程如下：
[0018]设定致险因素，将致险因素数据离散化，并求取致险因素对灾害事件的贡献度，在求得所有致险因素对灾害事件的贡献度后，计算致险因素的归一化权重及频率比；
[0019]在求得所有致险因素的归一化权重及频率比后，根据致险因素的归一化权重及频率比计算得出地理分析单元的危险性指标。
[0020]优选地，所述地理分析单元的抗力指标包括地理分析单元的抗力的期望值和地理分析单元的抗力的方差，计算过程如下：
[0021]接收道路的工程防治措施、灾害监测预警、巡检频率、公路等级、结构类型五个属性，利用改进贝叶斯网络，得到各因素对地理分析单元抗力的单独影响效应和地理分析单元抗力的最大值、最小值和最有可能的值；
[0022]根据各因素对地理分析单元抗力的单独影响效应和地理分析单元抗力的最大值、最小值和最有可能的值计算地理分析单元的抗力的期望值，通过理分析单元的抗力的期望值计算地理分析单元的抗力的方差。
[0023]优选地，所述地理分析单元的失效指标G
i
计算如下：
[0024][0025][0026]式中，G
i
符合正态分布，即i为地理分析单元标号，μ
R,i
为地理分析单元的抗力的期望值，μ
S,i
为灾害危险性期望值，地理分析单元的抗力的方差，为荷载指标的方差。
[0027]优选地，所述判定地理分析单元的受损状况的过程如下：
[0028]确定道路的受损状态
[0029]按照由轻至重的顺序，将道路损坏情况分为无损ds1、轻微受损ds2、中等受损ds3、
严重受损ds4、彻底毁坏ds5五种状态；
[0030]对第i个地理分析单元，根据失效概率指标G
i
的分布，生成随机数Rand
i
，确定地理分析单元的损坏情况，Rand
i
的大小表征地理分析单元失效风险的严重程度，Rand
i
与地理分析单元损坏情况ds的对应关系如下所示：
[0031][0032]根据各路段中各地理分析单元损坏情况，确定第x个路段第d个地理分析单元灾后通行能力折减系数f
x,dC
和车速折减系数f
x,dV
。
[0033]优选地，所述场景发生概率的计算过程包括以下步骤：
[0034]设置仿真时段长度T、蒙特卡洛模拟次数B；
[0035]运用网络栅格法将系统所在区域分割为合适面积大小的栅格，将每个栅格内的所受台风灾害影响视为一致；
[0036]运用蒙特卡洛方法，对输电线路运行状态及路段损坏状况进行判定，对每次台风灾害模拟B次得到故障场景；
[0037]其中，输电线路运行状态模拟方法如下：
[0038]在第b次模拟中针对第l条输电线路产生服从均匀分布U(0,1)的随机数rand
lb
，与所求各输电线路故障概率p
l
对比，确定输电线路的运行状态，如下式所示：
[0039][0040]式中，S
lib
表示在第b次模拟中输电线路l的运行状况，当在第b次模拟中产生的随机数rand
lb
大于输电线路l的故障概率p
l
时，S
lb
取值为1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，方法包括以下步骤：接收台风灾害相关数据，将台风灾害相关数据输入至预先建立的台风在地表的风速模型内，得到地表风速，将地表风速进行标准海拔转换得到输电线路承受的风速；将输电线路承受的风速输入至预先建立的输电线路故障概率模型内，得到输电线路故障概率；将灾后道路路段按长度划分为地理分析单元，将地理分析单元进行分层，根据分层后的地理分析单元计算地理分析单元的危险性指标和地理分析单元的抗力指标；将地理分析单元的危险性指标和地理分析单元的抗力指标计算得出地理分析单元的失效指标，将地理分析单元损坏情况进行分级，并与地理分析单元的失效指标进行抽样判定地理分析单元的受损状况；根据地理分析单元的受损状况确定道路通行能力折减系数和车速折减系数；将输电线路故障概率、道路通行能力折减系数和车速折减系数进行模拟得到故障场景，对故障场景进行聚类，得到场景发生概率；将场景发生概率输入至预先建立的面向台风灾害的电力应急抢修中心双层规划模型内，得到电力应急抢修站的最优位置及配置，从而起到对电力应急抢修站规划的最优规划作用。2.根据权利要求1所述的一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，所述台风灾害相关数据包括：距台风中心处的风速、台风的最大风速半径、风速分布参数和台风的最大风速。3.根据权利要求1所述的一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，所述输电线路故障概率计算如下：式中，P
fw
代表台风灾害作用下输电线路故障概率；V
10
代表输电线路承受的风速；V代表输电线路设计最大抗风风速。4.根据权利要求1所述的一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，所述地理分析单元的危险性指标包括灾害危险性期望值和荷载指标的方差，计算过程如下：设定致险因素，将致险因素数据离散化，并求取致险因素对灾害事件的贡献度，在求得所有致险因素对灾害事件的贡献度后，计算致险因素的归一化权重及频率比；在求得所有致险因素的归一化权重及频率比后，根据致险因素的归一化权重及频率比计算得出地理分析单元的危险性指标。5.根据权利要求1所述的一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，所述地理分析单元的抗力指标包括地理分析单元的抗力的期望值和地理分析单元的抗力的方差，计算过程如下：接收道路的工程防治措施、灾害监测预警、巡检频率、公路等级、结构类型五个属性，利
用改进贝叶斯网络，得到各因素对地理分析单元抗力的单独影响效应和地理分析单元抗力的最大值、最小值和最有可能的值；根据各因素对地理分析单元抗力的单独影响效应和地理分析单元抗力的最大值、最小值和最有可能的值计算地理分析单元的抗力的期望值，通过理分析单元的抗力的期望值计算地理分析单元的抗力的方差。6.根据权利要求1所述的一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，所述地理分析单元的失效指标G
i
计算如下：计算如下：式中，G
i
符合正态分布，即i为地理分析单元标号，μ
R,i
为地理分析单元的抗力的期望值，μ
S,i
为灾害危险性期望值，地理分析单元的抗力的方差，为荷载指标的方差。7.根据权利要求1所述的一种面向台风灾害影响的电力应急抢修站规划方法，其特征在于，所述判定地理分析单元的受损状况的过程如下：确定道路的受损状态按照由轻至重的顺序，将道路损坏情况分为无损ds1、轻微受损ds2、中等受损ds3、严重受损ds4、彻底毁坏ds5五种状态；对第i个地理分析单元，根据失效概率指标G
i
的分布，生成随机数Rand
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大波，欧阳菠，马英浩，杨贺钧，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：