[发明专利]一种考虑信息系统作用的有源配电网多视角协同脆弱性评估方法

说明书

本发明提供一种考虑信息系统作用的有源配电网多视角协同脆弱性评估方法，首先针对配电网外部灾害出现的随机性，建立确定性‑随机性拓扑结构模型；基于系统全景信息，确定灾害条件下多时间尺度协同影响的信息物理元件故障概率；然后建立考虑信息系统作用的有源配电网功能组故障概率模型；对有源配电网的源网荷互动模式下各种运行状态和网架结构进行评估，构建有源配电网与信息系统融合的源网荷互动模式下的脆弱性评估体系，同时评估配电网网架结构与运行状态之间、物理系统与信息系统之间相互作用的协同脆弱性；最后建立空间尺度上的局部协同脆弱性指标、区域协同脆弱性指标和全局协同脆弱性指标体系，更全面、具体的评估有源配电网的脆弱性。

技术领域

本发明涉及配电技术领域，具体涉及一种考虑信息系统作用的有源配电网多视角协同脆弱性评估方法。

背景技术

随着信息技术的不断引入，有源配电网的迅速发展，配电网已成为集物理、信息通信技术于一体的复杂信息物理系统。尤其近年来极端外部灾害以及信息系统受攻击现象频繁出现，对考虑信息系统作用的有源配电网进行多视角的协同脆弱性评估显得尤为重要。

目前，电网的脆弱性评估方法：在分析灾害条件下配电网故障概率时有的仅考虑物理系统元件，未考虑信息系统元件的故障概率，而且大多数未考虑灾害时期物理信息元件全寿命周期内承受外部环境多时间尺度的协同影响，概率预测不够准确；在建立配电网拓扑结构模型时有的仅考虑配电网自身的确定性拓扑模型，并未考虑灾害条件下外部灾害的随机性影响；有的在分析有源配电网各脆弱性指标时未考虑信息系统在源网荷各重要环节对有源配电网脆弱性的影响，使得评估结果过于片面，不够贴合实际；有的在考虑配电网脆弱性指标时仅应用复杂网络理论和风险效应理论对配电网的网架结构和运行状态进行分析，没有考虑到实际有源配电网与信息系统之间的协同作用以及网架结构和运行状态之间的协同作用，导致评估结果不够全面；目前配电网的脆弱性指标多从单一部分进行考虑，未从空间尺度上对区域以及全局的配电网脆弱性进行评估，不足以为配电网风险预警提供依据。

因此，从信息物理系统与外部灾害对配电网影响、有源配电网与信息系统源网荷互动、复杂网络理论、协同效应理论与风险效用理论研究的多视角下，对网架结构与运行状态、信息与物理系统协同作用的配电网进行协同脆弱性评估，有助于提高配电网的供电可靠性、预防大停电事故发生，从而保障配电网的安全稳定运行。

发明内容

鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是要提供一种基于全景信息且综合考虑信息系统作用的有源配电网多视角协同脆弱性评估方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种考虑信息系统作用的有源配电网多视角协同脆弱性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于考虑信息系统作用的有源配电网的全景信息，确定灾害条件下多时间尺度协同影响信息物理元件的故障概率，所述全景信息包括但不限于地理信息、外部环境信息、电网营配调信息和风险与故障信息；

步骤2：建立有源配电网与外部灾害的确定性-随机性拓扑结构组合模型，所述确定性-随机性拓扑结构组合模型为：

G＝(N,L)

其中，G为配电网络经过简化处理后具有N个节点、L条边的无向、有权稀疏图，W₀为配电网连接权矩阵，矩阵元w_ij为节点i与节点j间传输线的电抗标幺值，1≤i,j≤N，w_i'_j为考虑了灾害随机性影响的节点i与节点j间传输线的电抗标幺值；D_h为相应类型灾害对配电网的影响系数，k为考虑了单一灾害和多灾害聚合情况的灾害类型数目，W_u为配电网与外部灾害的确定性-随机性连接权矩阵，μ为保证确定性-随机性连接权矩阵物理特性的修正系数；