[发明专利]一种基于风险理论的电力系统安全性评估系统

说明书

本发明涉及一种基于风险理论的电力系统安全性评估系统，包括电网拓扑结构参数输入模块、历史统计元件停运故障率输入模块、系统状态选择模块、潮流计算模块、故障事故后果严重度计算模块和风险评估模块。本发明有效克服了传统评估方法的不足；综合考虑了故障事故发生的概率及后果的严重程度两个方面，更为合理、全面地刻画了电力系统的风险情况；引入经济学领域的冒险型效用函数来定量刻画故障事故后果的严重程度，避免了采用线性严重度函数所带来的遮蔽现象，即多个小的元件越限值之和大于一个严重的元件越限值，进而更准确地反映出相对严重程度。

技术领域

本发明属于电力系统风险评估领域，具体涉及一种基于风险理论的电力系统安全性评估系统。

背景技术

目前，我国电力系统正逐渐发展成为超大规模的复杂系统，其表现为容量上的超大规模、空间上的广域分布和大范围的扰动传播，这种飞速发展在取得巨大经济和社会效益的同时，也承担着更大的风险，给电力系统稳定运行和控制带来了严峻挑战，一旦发生事故将会造成愈发严重的后果，因此快速、准确的安全性评估有助于全面了解电力系统风险并加以防范和规避，对电力系统的安全运行、规划决策等方面都具有重要意义。

然而传统的评估方法仅仅从元件失效停运的概率角度出发，忽略了对元件停运对电力系统所造成后果的严重程度的衡量，而电力系统中存在这样的元件，表现为：失效概率低，一旦发生失效将对系统造成很严重的后果，故风险指标应该是概率和后果的综合体现，即既可以体现出故障事故的可能性，也反应出故障事故的严重程度，因此传统评估方法难以全面、合理、准确地评估电力系统的风险情况。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于风险理论的电力系统安全性评估系统，其特征在于，包括：

电网拓扑结构参数输入模块：收集电网结构参数；

历史统计元件停运故障率输入模块：收集电网元件停运故障率历史数据信息，并建立事故发生概率的数学模型；

系统状态选择模块：接收电网拓扑结构参数输入模块和历史统计元件停运故障率输入模块输入的电网结构参数及电网元件停运故障率历史数据信息，基于输入信息通过蒙特卡洛模拟法产生系统状态并选取系统故障状态，将状态信息传输给潮流计算模块。并模拟产生系统的事故状态，并将当前系统事故状态信息传输给潮流计算模块；

潮流计算模块：对系统状态选择模块中所产生的当前事故状态对所选择系统状态进行潮流计算，分析系统运行状态进而发现诊断系统低电压、过电压、线路过载的风险情况；当前事故状态包括输电线路故障、变压器支路故障、发电机停运及其多重组合故障状态；

故障事故后果严重度计算模块：接收潮流计算模块输出的风险情况，并基于效用函数计算量化出电网中电压越限、线路过载、变压器过载以及失负荷情况的严重程度，

风险评估模块：根据故障事故后果严重度计算模块得到的计算结果并基于风险数学表达式计算电力系统各个风险指标数值；

所述的电网拓扑结构参数输入模块的输出端与历史统计元件停运故障率输入模块一同与系统状态选择模块的输入端相连接，系统状态选择模块的输出端和潮流计算模块的输入端相连接，潮流计算的输出端和故障事故后果严重度计算模块的输入端相连接，故障事故后果严重度计算模块的输出端与风险评估模块的输入端相连接，最后由风险评估模块得到电力系统风险指标数值。

在上述的一种基于风险理论的电力系统安全性评估系统，历史统计元件停运故障率输入模块建立事故发生概率的数学模型的具体方法是：

基于历史数据建立事故发生概率的数学模型，电力系统发生事故的概率基本符合泊松(Poisson)分布，即

式中λ_i为元件停运故障事故发生的概率。