【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网故障处理，尤其是涉及一种韧性电网的监测预警和应急处理方法和系统。
技术介绍
1、电力系统的应急管理需要一定的预警机制。电网风险预警是指通过风险分析与评估来研判突发事件发生的可能性，并及时向受影响者发出警报的行为。监测的预警是电网风险管理的一个重要环节，可以有效的预防和避免风险的发展，是保证电网可靠运行的有效途径。因此，为了应对极端自然灾害，需建立一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，以提升配电网故障恢复效果。
技术实现思路
1、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韧性电网的监测预警和应急处理方法和系统，以提升配电网故障恢复效果。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，包括以下步骤：
4、获取电网拓扑结构数据，基于概率预测和拓扑连通度，预先对电网进行分区；
5、获取电网的历史数据，建立马尔可夫预测模型，基于该马尔可夫预测模型实时预测电网中风险源的未来状态，从而对电网进行风险预警；
6、若预测电网将发生故障，则根据预先建立的配电网恢复模型，对电网进行故障恢复。
7、进一步地，预先对电网进行分区的过程包括：
8、根据电网结构分别构建故障概率指标、拓扑连通度指标、有功匹配度指标和分区数量指标，并结合故障概率指标、拓扑连通度指标、有功匹配度指标和分区数量指标构建韧性评价指标；
9、对电网的分区可能情况进
10、进一步地，所述故障概率指标的表达式为：
11、式中，为线路号；为线路的故障概率；为分区号；为分区中包含的线路集合；为分区中的线路总数；表示分区中最大的故障概率；和为平衡因子；
12、所述拓扑连通度指标的表达式为：
13、式中，和分别为线路开断后丢失的节点数量和负荷量；为分区的负荷总量；为平衡因子；
14、所述有功匹配度指标的表达式为：
15、式中，和分别为分区的最大和最小负荷量；和分别为分区的发电机最大功率和最小平衡功率；和为平衡因子；
16、所述分区数量指标的表达式为：
17、式中，为分区数量；为平衡因子。
18、进一步地，基于马尔可夫预测模型实时预测电网中风险源的未来状态的过程具体为：
19、预先构建电网初始状态时的概率向量，根据电网的历史数据，对所述概率向量进行更新，并通过马尔可夫公式构建电网的转移矩阵，根据该转移矩阵计算电网在当前时刻下的状态转移概率，实现对电网中风险源的未来状态的预测。
20、进一步地，所述配电网恢复模型的目标函数的表达式为：
21、式中， f1为失电负荷量； k1， k2， k3 为1、2、3级负荷供电中断的惩罚系数， l1， l2， l3 为未恢复的1、2、3级负荷； f2为失电负荷个数，m为负荷节点总数， x i为负荷的恢复状态，处于失电状态时为1，当正常供电时为０； f3表示第 j个开关是否动作，若动作 k( j)=1，否则 k( j)=0， n为开关总数。
22、进一步地，所述配电网恢复模型的约束条件包括：
23、式中，g为恢复供电的网络拓扑结构，g为辐射状拓扑结构； u i,min和 u i,max分别为节点电压 u i的上限和下限值； s i和 s imax分别为故障恢复后支路 i通过的潮流和允许通过的最大潮流； p i、 q i为节点 i的输入功率， p dgi、 q dgi为节点 i的dg注入功率， p di、 q di为节点ｉ的负荷功率， u i、 u j为节点 i、 j的电压， g ij、 b ij为支路电导电纳， q ij为电压相角差， p g和 p gmax分别为dg注入功率和dg最大容量。
24、进一步地，对电网进行故障恢复的流程包括以下步骤：
25、s101：获取电网的节点和支路矩阵；
26、s102：判断电网故障区域中的所有电源是否均为sdg电源，若否，则执行步骤s103；
27、s103：判断电网故障区域中是否存在bdg电源，若是，则执行步骤s104；
28、s104：根据此时的电网拓扑结构，判断是否形成孤岛，若是，则执行步骤s105；
29、s105：进行孤岛划分；
30、s106：得到新的节点和支路矩阵；
31、s107：计算配电网恢复模型的目标函数，并在配电网恢复模型的约束条件内采用混合算法对新的节点和支路矩阵进行矩阵迭代；
32、s108：判断是否达到预设的最大迭代次数，若是，则执行步骤s109；若否，则返回步骤s101；
33、s109：获取最终的节点和支路矩阵，对电网进行故障恢复。
34、进一步地，所述方法还包括：在对所述电网的物理系统进行故障恢复过程中，对电网的信息系统和物理系统的恢复顺序进行优化，实现协同恢复。
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【技术保护点】
1.一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，预先对电网进行分区的过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述故障概率指标的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，基于马尔可夫预测模型实时预测电网中风险源的未来状态的过程具体为：
5.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述配电网恢复模型的目标函数的表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述配电网恢复模型的约束条件包括：
7.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，对电网进行故障恢复的流程包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述方法还包括：在对所述电网的物理系统进行故障恢复过程中，对电网的信息系统和
9.根据权利要求8所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述协同恢复过程中，通过预设的协同恢复目标函数计算各个可能的恢复顺序的取值，并设置协同恢复约束，直至获取最优的恢复顺序计算结果，从而对电网的信息系统和物理系统进行协同恢复。
10.根据权利要求9所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述协同恢复目标函数包括：
11.一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述电网分区模块预先对电网进行分区的过程包括：
13.根据权利要求12所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述故障概率指标的表达式为：
14.根据权利要求11所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述风险预警模块基于马尔可夫预测模型实时预测电网中风险源的未来状态的过程具体为：
15.根据权利要求11所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述故障恢复模块中配电网恢复模型的目标函数的表达式为：
16.根据权利要求11所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述配电网恢复模型的约束条件包括：
17.根据权利要求11所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述故障恢复模块对电网进行故障恢复的流程包括以下步骤：
18.根据权利要求11所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述系统还包括协同恢复模块，用于在对所述电网的物理系统进行故障恢复过程中，对电网的信息系统和物理系统的恢复顺序进行优化，实现协同恢复。
19.根据权利要求18所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述协同恢复过程中，通过预设的协同恢复目标函数计算各个可能的恢复顺序的取值，并设置协同恢复约束，直至获取最优的恢复顺序计算结果，从而对电网的信息系统和物理系统进行协同恢复。
20.根据权利要求19所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其特征在于，所述协同恢复目标函数包括：
...【技术特征摘要】
1.一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，预先对电网进行分区的过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述故障概率指标的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，基于马尔可夫预测模型实时预测电网中风险源的未来状态的过程具体为：
5.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述配电网恢复模型的目标函数的表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述配电网恢复模型的约束条件包括：
7.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，对电网进行故障恢复的流程包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述方法还包括：在对所述电网的物理系统进行故障恢复过程中，对电网的信息系统和物理系统的恢复顺序进行优化，实现协同恢复。
9.根据权利要求8所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述协同恢复过程中，通过预设的协同恢复目标函数计算各个可能的恢复顺序的取值，并设置协同恢复约束，直至获取最优的恢复顺序计算结果，从而对电网的信息系统和物理系统进行协同恢复。
10.根据权利要求9所述的一种韧性电网的监测预警和应急处理方法，其特征在于，所述协同恢复目标函数包括：
11.一种韧性电网的监测预警和应急处理系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏新迟，时珊珊，周健，张琪祁，宋平，郑真，陈敬德，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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