输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法

输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力的发电、变电或配电领域，尤其设及一种输电网安全风险综合评 价的指标体系的建立方法。
【背景技术】
[0002] 未来社会对电力的需求日益增长，能源危机和环境形式越来越严峻。为合理、优化 配置资源，解决我国能源和电力发展中存在的若干问题，电网公司电网发展方式的转变和 设立建设世界一流电网的发展目标势在必行。
[0003] 未来的输电网系统高度复杂，包含的环节多样，各个子系统相互禪合，在为了更好 地规划及建设W坚强智能电网为特性的输电网，有必要对输电网的安全及效益进行综合评 价。
[0004] 然而，对于电网的效益，现有技术的研究范围狭齡，集中于电网自身的效益；而且 对于新能源大规模接入后，输电网的环境效益的评价，没有较为成熟的方法；进一步，由于 缺乏对安全性的综合评价体系，在国家有关部委现行的电力设施资产利用率评估中没有将 安全性的影响纳入，使得电网资产效率评估的特殊性没有充分得到认识。因此在输电网安 全风险综合评价方面，现有技术已无法满足实用的要求。

【发明内容】

[0005] 综上所述，确有必要提供一套能够综合评价输电网安全风险的指标体系与建立方 法。
[0006] 一种输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，包括W下步骤：根据指标体 系的构建原则建立指标体系层次结构，依次包括目标层、准则层及指标层；对每一指标体系 层次结构进行分类，将目标层中各指标分为输电网安全风险指标W及输电网社会效益指标 两类；对输电网安全风险指标进行分类，在准则层中建立所述输电网安全风险指标的评价 指标，包括：输变电设备风险事件指标RIE，输电网结构风险指标RITS，输电供电风险指标 RIRW及极端事件风险指标RIH;对输电网社会效益指标进行分类，在准则层中建立所述社 会效益指标的评价指标，至少包括清洁利用能源指标及连续供电社会效益指标；在指标层 中分别建立输变电设备风险指标，输电网结构风险指标，输电供电风险指标W及极端事件 风险指标的评价指标，并分别计算在准则层及指标层中与输电网安全风险指标相关的各指 标，得到输电网安全风险指标；在指标层中分别建立清洁利用能源指标W及连续供电社会 效益指标的评价指标，并分别计算在准则层及指标层中与输电网社会效益指标相关的各指 标，得到输电网社会效益指标；W及根据输变电设备风险事件指标、输电网结构风险指标、 输电供电风险指标、极端事件风险指标W及清洁利用能源指标，计算输电网安全风险综合 评价指标。
[0007] 相对于现有技术，本发明所提供的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方 法，根据各评价指标的特点对各指标首先进行分层、分组，并同时利用仿真法，对社会效益 与环境效益进行评价，利用风险指标对安全效益进行评价，最后将安全效益指标进行综合， 从而得到涵盖输电网社会属性、环境属性的安全效益的综合评价指标体系，具有很高的实 用性。
【附图说明】
[000引图1为本发明提供的输电网安全风险综合评价的指标体系的建立方法的流程图。
[0009] 图2为本发明提供的为输电网安全风险综合评价的指标体系的示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。
[0011] 请参阅图1至图2,本发明提供的输电网安全风险综合评价的指标体系的建立方 法主要包括如下步骤： 步骤1，根据指标体系的构建原则建立指标体系层次结构，依次包括目标层、准则层及 指标层。
[0012] 在步骤1中，所述指标体系的构建原则主要包括W下几条：全面性原则，目的性原 贝1J，简洁性原则，独立性原则，层次性原则W及可行性原则。可W理解，上述所举仅为主要的 构建原则，也可根据指标体系层次结构的实际需要进行选择。根据建立安全评价指标体系 的方法，考虑到输电网安全、效益的目标具有显著地层次性，建立评价层次结构，从而得到 输电网安全风险综合评价体系。
[0013] 步骤2,对每一指标体系层次结构进行分类，将目标层指标分为输电网安全风险指 标W及输电网社会效益指标两类。
[0014] 步骤3,对输电网安全风险指标进行分类，在准则层中建立所述输电网安全风险指 标的评价指标，包括；输变电设备风险指标，输电网结构风险指标，输电供电风险指标W及 极端事件风险指标。
[0015] 步骤4,对输电网社会效益指标进行分类，在准则层中建立所述社会效益指标的评 价指标，至少包括清洁利用能源指标及连续供电社会效益指标。
[0016] 步骤5,在指标层中分别建立输变电设备风险指标，输电网结构风险指标，输电供 电风险指标W及极端事件风险指标的评价指标，并分别计算在准则层及指标层中与输电网 安全风险指标相关的各指标，得到输电网安全风险指标。
[0017] 在步骤5中，所述输变电设备风险事件指标主要指输电网中设备损坏造成的风 险，其发生概率为设备损坏概率。后果即为设备损坏造成的维修费用、更换费用。
[001引所述输变电设备风险事件指标在指标层中的评价指标包括设备损坏的概率与设 备损坏导致的费用。综合风险为所有设备损坏的风险值之和。所述输变电设备风险事件指 标的计算方法如式（1)所示：
(1) 式中，i--设备序号；j--设备类型； PeiJ一一第j类设备中第i个设备损坏的概率； Ceij一一第j类设备中第i个设备损坏导致的费用。
[0019] 所述输电网结构风险主要反映系统中发生扰动后，系统失稳的风险。所述输电网 结构风险指标在指标层中的评价指标可包括：行方式概率指标，失稳事件发生概率指标，失 稳事件切负荷量指标，失稳事件恢复时间指标，电价指标。可W理解，也可W根据实际需要 进行合理选择。
[0020] 所述输电网结构风险指标的计算公式为：
式中，i--失稳类型（1 ;功角失稳，2 ;电压失稳，3 ;频率失稳）；j一一导致失稳的事件序号；m-一运行方式； rim--第m种运行方式所占比例； 一一在第m种运行方式下，第j类失稳类型中事件i发生的概率； C,,ij一一在第m种运行方式下，第j类失稳类型中事件i导致的切负荷量； Tm，U-一在第m种运行方式下，第j类失稳类型中事件i的恢复时间；a电价指标。
[0021] 所述输电供电风险指标在指标层中的评价指标包括：缺供电事件概率、缺供电事 件罚款。所述输电供电风险指标可通过W下公式计算： 及盐=兵'咏'（3) 式中，P-一缺供电事件的概率;W-一缺供电事件的后果罚款。
[0022] 所述极端事件风险指标，也称为低概率重大事故，具体特性为高影响性及低发生 概率。所述极端事件风险指标在指标层中的评价指标包括；极端事件发生的概率、事件平均 切负荷损失。所述极端事件风险指标可通过W下公式计算：
式中，P--极端事件的概率；C--极端事件的平均切负荷损失。
[0023] 步骤6,在指标层中分别建立清洁利用能源指标W及连续供电社会效益指标的评 价指标，并分别计算在准则层及指标层中与输电网社会效益指标相关的各指标，得到输电 网社会效益指标。
[0024]所述清洁利用能源指标的评价指标包括；新能源切除比，新能源输电电量，新能源 输电贡献率，新能源碳减排收益。
[0025]对于新能源输电电量；新能源指风电、光伏等间歇式的清洁能源，其接入需要经过 输电网的传输，对清洁能源输电电量进行评估：
[0026]新能源输电电量=E E新能源妨 对于新能源输电贡献：由于新能源电源在输电中，输电网需要全额接纳，而忽略了经济 性约束的情况下，为了 准确评估新能源输电中输电网的效益，需要对输电网的投资、运行进 行综合分析，得到新能源输电贡献率指标，表示输电网对于新能源电源发电的贡献： (5) 新能源电源接入由于输电网安全限制无法送出的电量，需要使新能源电源切除或减出 力运行，利用新能源切除比，可W了解新能源电源的利用情况，从而进一步的出系统碳减排 等信息。 r切除=新能源枯I除电量/新能源发出电量X100% (7) 所述清洁利用能源指标计算方法为： B清洁利用能源二（r贡献-r切除）XEE新能源Xp碳减排 做 式中；P碳减#--新能源碳减排收益。
[0027] 所述连续供电社会效益指标的评价指标主要包括；产电比指标。
[002引输电网是国民经济的重要基础设施，对于我国国民经济和社会发展具有全局性 的影响，输电网的发展水平应该与外部的社会经济环境相协调，实际上输电网自身的效益 要远远小于电网外在的社会经济效益。通过设立产电比指标，可对地区内输电网的供电范 围内的生产、生活电力效益进行评估： r产电比=地区年度GDP/本年度输电量X100% (9)。
[0029] 步骤7,根据输变电设备风险事件指标、输电网结构风险指标、输电供电风险指标、 极端事件风险指标W及清洁利用能源指标，计算输电网安全风险综合评价指标。
[0030] 根据W上分析，得到输电网安全风险综合评价指标： B综合二-肋E+巧口S+RIR+RIH)Xr产电比）+B清洁利用能源 （10) 本发明所提供的输电网安全风险综合评价的指标体系的计算方法，根据不同评价指标 的特点对首先对各相关指标进行分层、分组，同时对社会效益与环境效益进行评价，利用风 险指标对安全效益进行评价，最后将安全效益指标进行综合，得到涵盖输电网社会属性、环 境属性的输电网安全效益的综合评价指标体系，具有很高的实用价值。
[0031] 另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然该些依据本发明精 神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
【主权项】
1. 一种输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，包括以下步骤： 根据指标体系的构建原则建立指标体系层次结构，依次包括目标层、准则层及指标 层； 对每一指标体系层次结构进行分类，将目标层中各指标分为输电网安全风险指标以及 输电网社会效益指标两类； 对输电网安全风险指标进行分类，在准则层中建立所述输电网安全风险指标的评价指 标，包括：输变电设备风险事件指标RIE，输电网结构风险指标RITS，输电供电风险指标RIR 以及极端事件风险指标RIH ; 对输电网社会效益指标进行分类，在准则层中建立所述社会效益指标的评价指标，至 少包括清洁利用能源指标及连续供电社会效益指标； 在指标层中分别建立输变电设备风险指标，输电网结构风险指标，输电供电风险指标 以及极端事件风险指标的评价指标，并分别计算在准则层及指标层中与输电网安全风险指 标相关的各指标，得到输电网安全风险指标； 在指标层中分别建立清洁利用能源指标以及连续供电社会效益指标的评价指标，并分 别计算在准则层及指标层中与输电网社会效益指标相关的各指标，得到输电网社会效益指 标；以及 根据输变电设备风险事件指标、输电网结构风险指标、输电供电风险指标、极端事件风 险指标以及清洁利用能源指标，计算输电网安全风险综合评价指标。2. 如权利要求1所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述指标体系的构建原则包括全面性原则，目的性原则，简洁性原则，独立性原则，层次性 原则以及可行性原则。3. 如权利要求1所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述输变电设备风险事件指标指输电网中设备损坏造成的风险，其发生概率为设备损坏概 率；所述输变电设备风险事件指标在指标层中的评价指标包括设备损坏的概率与设备损坏 导致的费用，所述输变电设备风险事件指标通过以下公式获得：式中，i一一设备序号；j一一设备类型； PeiJ--第j类设备中第i个设备损坏的概率； Ceij一一第j类设备中第i个设备损坏导致的费用。4. 如权利要求1所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述输电网结构风险指标在指标层中的评价指标包括：行方式概率指标，失稳事件发生概 率指标，失稳事件切负荷量指标，失稳事件恢复时间指标，电价指标。5. 如权利要求4所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述输电网结构风险指标通过以下公式获得：式中，i 失稳类型（I :功角失稳，2 :电压失稳，3 :频率失稳）； j 导致失稳的事件序号；m 运行方式； rI m--第m种运行方式所占比例； Pffljij一一在第m种运行方式下，第j类失稳类型中事件i发生的概率； Cnuj-一在第m种运行方式下，第j类失稳类型中事件i导致的切负荷量；τ -一在 第m种运行方式下，第j类失稳类型中事件i的恢复时间； α 电价指标。6. 如权利要求1所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述输电供电风险指标在指标层中的评价指标包括：缺供电事件概率、缺供电事件罚款，所 述输电供电风险指标通过以下公式获得： RIR = ρ · W ； 式中，P--缺供电事件的概率;W--缺供电事件的后果罚款。7. 如权利要求1所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述极端事件风险指标在指标层中的评价指标包括：极端事件发生的概率、事件平均切负 荷损失，所述极端事件风险指标通过以下公式获得：式中，P 极端事件的概率；C 极端事件的平均切负荷损失。8. 如权利要求1所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述清洁利用能源指标的评价指标包括：新能源切除比，新能源输电电量，新能源输电贡 献率，新能源碳减排收益，所述清洁利用能源指标通过以下公式计算： B清洁糊能源=(r贡献切除)X Σ E新能源X ρ碳减排； 式中：新能源电源发电的贡献：以除=新能源切除电量/新能源发出电量x 100 % ; 新能源输电电量=Σ Elilgs; 新能源碳减排收益。9. 如权利要求8所述的输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在于， 所述连续供电社会效益指标的评价指标包括产电比指标，所述产电比指标通过以下公式计 算： r产电比=地区年度⑶P/本年度输电量X 100%。10. 如权利要求9所述的，输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，其特征在 于，所述输电网安全风险综合评价指标通过以下公式计算： B综合=_(RIE+(RITS+RIR+RIH) Xr产电比）+B清洁利用能源。
【专利摘要】本发明提供一种输电网安全风险综合评价指标体系的建立方法，包括：建立指标体系层次结构，依次包括目标层、准则层及指标层；将目标层中各指标分为输电网安全风险指标以及输电网社会效益指标；建立所述输电网安全风险指标的评价指标，包括输变电设备风险事件指标，输电网结构风险指标，输电供电风险指标以及极端事件风险指标；建立清洁利用能源指标及连续供电社会效益指标；分别建立输变电设备风险指标，输电网结构风险指标，输电供电风险指标以及极端事件风险指标的评价指标，计算得到输电网安全风险指标；分别建立清洁利用能源指标以及连续供电社会效益指标的评价指标，计算得到输电网社会效益指标；以及计算输电网安全风险综合评价指标。
【IPC分类】G06Q50/06
【公开号】CN104881818
【申请号】CN201510143335
【发明人】鲁宗相, 乔颖, 穆永铮, 李海波, 黄瀚, 王阳, 李立理, 刘林
【申请人】国网能源研究院, 清华大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月30日