一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统的制作方法
本发明属于电力调度安全风险评估领域，涉及到一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统。
背景技术：
1、随着电力系统的日益复杂和智能化，电力调度过程中的安全风险问题日益突出，电力调度作为保障电网稳定运行的核心环节，对调度安全性的要求也越来越高。故而，急要一种能够综合考虑多个维度的安全风险评估系统，以提高电力调度的安全性和可靠性。
2、目前现有的电力评估方式在评估各应用设备运行故障状态时，更多的偏向于关注设备故障率或电源稳定性等单一因素，未考虑局部设备故障对其他设备的运行状态牵连影响，且未对容易故障的设备进行自主修护配置，从而增加了系统运行的不确定性和风险。
3、另一方面，现有的电力评估内容在评估电源故障影响时，未能结合当前的故障状态来预测下一次故障时的风险程度，这使得评估方法缺乏动态性和前瞻性。同时未考虑屏蔽电缆受到电磁波攻击现象对风险程度的预测影响，在电力系统中，屏蔽电缆扮演着保护信号传输免受外界干扰的重要角色，如果屏蔽电缆受到电磁波攻击，其保护效果可能会受到严重影响，进而增加设备故障的风险。
技术实现思路
1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，该系统包括：电力调度参数获取模块，用于获取电力应用区域的电网配置结构，电网配置结构包括供应电源、设备配置，供应电源包括主电源和备用电源，设备配置包括各应用设备和屏蔽电缆，并提取电网配置结构的历史运维数据。
3、应用设备维护便利性评估模块，用于获取电网配置结构中各应用设备的安装流程和安装环境，评估各应用设备的维护便利性指数εk，k为应用设备的编号，k＝1,2,...,w。
4、应用设备故障记录评估模块，用于提取电力应用区域在设定周期时限内的各次历史故障维护记录，并提取其故障类型，故障类型包括电源故障和设备故障，筛选出故障类型为设备故障的各次历史故障维护记录，记为各设备故障记录，分析各应用设备的易故障率βk。
5、应用设备防护能力评估模块，用于获取各设备故障记录中各应用设备的电压波动曲线，获取各应用设备在正常运行状态下的电压运行值，并提取主电源和各应用设备的额定功率，分析各应用设备并网恢复能力指标
6、冗余设备配置模块，用于评估各应用设备的冗余配置需求指数γk，筛选各关键设备，进而在各关键设备安装位置配备相应的冗余设备。
7、电源防护能力评估模块，用于获取故障类型为电源故障的各次历史故障维护记录，记为各次电源故障记录，分析各次电源故障记录所属备用电源容量匹配度，据此评估供应电源应急处理能力指标δ。
8、电力调度安全风险预测模块，用于获取各应用设备安装位置所属屏蔽电缆各次拦截的电磁波频率对应威胁因子，评估电缆防护能力削弱系数，预测备用电源在下一次故障时的电力调度安全风险因子，进而对备用电源进行优化预警。
9、具体的，所述评估各应用设备的维护便利性指数，具体方法为：从各应用设备的安装流程中提取对应应用设备的安装方式及其关联配置，据此评估各应用设备安装流程冗杂度c1→k。
10、从各应用设备的安装环境中提取对应应用设备的安装空间富裕体积，并提取各应用设备的轮廓体积及其所属各关联配置的轮廓体积，据此分析各应用设备安装环境富裕度c2→k。
11、评估各应用设备的维护便利性指数其中c′、c″分别为安装流程冗杂度、安装环境富裕度对应设定参照值。
12、具体的，所述分析各应用设备的易故障率的具体方式为：基于各设备故障记录，统计出各应用设备的故障标记次数ak及其各次故障标记时间tkr，分析各应用设备的易故障率其中tk(r+1)表示第k个应用设备的第r+1次故障标记时间，δt表示相邻两次故障标记时间的设定参照间隔时长，r为故障标记的次数编号，r＝1,2,...,z，z为故障标记的数量。
13、具体的，所述分析各应用设备并网恢复能力指标，过程如下：从各设备故障记录所属各应用设备的电压波动曲线中提取各峰值电压ubkc和各谷值电压u′bkc′，将其与对应应用设备在正常运行状态下的电压运行值进行对比，得到各设备故障记录所属各应用设备的电压牵连系数其中表示第k个应用设备在正常运行状态下的电压运行值，b为设备故障记录的编号，b＝1,2,...,m，c为峰值电压的编号，c＝1,2,...,l，l为峰值电压的数量，c′为谷值电压的编号，c′＝1,2,...,l′，l′为谷值电压的数量，e为自然常数。
14、以作为各应用设备并网恢复能力指标，m为设备故障记录的数量。
15、具体的，所述筛选各关键设备的方法为：评估各应用设备的冗余配置需求指数进而将其与预置冗余配置需求指数阈值进行对比，筛选出冗余配置需求指数超过预置冗余配置需求指数阈值的各应用设备，即为各关键设备。
16、具体的，所述评估供应电源应急处理能力指标，过程如下：从各次电源故障记录中提取电源切换时长th及其电源切换后的备用电源运行功率ph，并获取主电源额定功率p0，分析各次电源故障记录所属备用电源切换稳定因子其中t0为设定的电源切换参照时长，δp为设定的主电源与备用电源对应功率偏差允许值，h为电源故障的次数编号，h＝1,2,...,a。
17、从各次电源故障记录中获取各应用设备的功率波动曲线，并设定功率波动允许时长，得到各次电源故障记录所属各应用设备在设定功率波动允许时长内各时间点的功率值p″hkf，分析各次电源故障记录所属备用电源容量匹配度其中p′k表示第k个应用设备的额定功率，f为时间点的编号，f＝1,2,...,y，y为设定功率波动允许时长内的时间点数量，w为应用设备的数量，进而评估供应电源应急处理能力指标
18、具体的，所述各应用设备安装位置所属屏蔽电缆各次拦截的电磁波频率对应威胁因子获取方式为：以最近一次电源故障记录与其上一次相邻电源故障记录所属时间间隔时长为当前监测周期时长，在各应用设备安装位置布设滤波器，通过滤波器记录应用设备安装位置所属屏蔽电缆拦截的电磁波频率种类，进而获取各应用设备安装位置所属屏蔽电缆在当前监测周期时长内各次拦截的电磁波频率种类，将其与数据库中存储的各种电磁波频率对应威胁因子进行对比，得到各应用设备安装位置所属屏蔽电缆各次拦截的电磁波频率对应威胁因子τkg，g为拦截次数编号，g＝1,2,...,s。
19、具体的，所述评估各应用设备安装位置所属屏蔽电缆的防护能力削弱系数，方法如下：通过绝缘电阻计获取各应用设备安装位置所属屏蔽电缆在当前监测周期时长内各监测时间的前后端绝缘电阻，分别记为r1kn、r2kn，得到各应用设备安装位置所属屏蔽电缆的传输损耗增幅率其中r1k(n+1)、r2k(n+1)分别表示第k个应用设备安装位置所属屏蔽电缆在当前监测周期时长内第n+1个监测时间的前后端绝缘电阻，δr表示相邻监测时间的前后端绝缘偏差电阻所属设定允许损耗值，n为监测时间的编号，n＝1,2,...,q，q为监测时间的数量。
20、通过采集各应用设备安装位置所属屏蔽电缆在当前监测周期时长内各监测时间的表观图像，分析各应用设备安装位置所属屏蔽电缆的表观破损蔓延度ρk。
21、评估各应用设备安装位置所属屏蔽电缆的防护能力削弱系数
22、具体的，所述预测备用电源在下一次故障时的电力调度安全风险因子，步骤如下：分析各应用设备安装位置所属屏蔽电缆在当前监测周期时长内受外部威胁的攻击力度偏差修正因子
23、预测各应用设备安装位置所属屏蔽电缆在下一次故障时受到的电磁波威胁因子其中τk(g+1)表示第k个应用设备安装位置所属屏蔽电缆第g+1次拦截的电磁波频率对应威胁因子，s表示当前监测周期时长内的拦截总次数，e为自然常数。
24、将供应电源应急处理能力指标δ作为电源当前切换状态的健康系数，将当前监测周期时长记为t定，评估下一次电源故障所属预计间隔时长t预，进而预测备用电源在下一次故障时的电力调度安全风险因子其中π为圆周率。
25、具体的，所述评估下一次故障情况所属预计间隔时长的方法为：获取各次电源故障记录与其相邻电源故障记录之间的间隔时长，进而以其均值为下一次电源故障所属预计间隔时长。
26、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：(1)本发明通过构建了一个多维度综合评估框架，将应用设备维护便利性、应用设备故障记录、供应电源应急处理能力指标、屏蔽电缆的防护能力削弱系数等多个方面纳入电力安全评估范围，实现了对电力调度安全风险的全面、精准评估和预警，为电力系统的稳定运行提供了有力保障。
27、(2)本发明通过分析各应用设备的维护便利性指数、易故障率和并网恢复能力指标，筛选出各关键设备，进而在各关键设备安装位置配备相应的冗余设备，通过安装冗余设备，当关键设备发生故障时，冗余设备可以立即接管其功能，从而避免系统中断或停机时间，减少了局部设备故障对其他应用设备事故的影响，最大程度地确保电力系统的供电运行质量。
28、(3)本发明通过分析各次电源故障记录所属备用电源容量匹配度，评估供应电源应急处理能力指标，可以了解供应电源在应对故障场景时的表现，进而优化配置，确保在紧急情况下能够提供稳定的电力支持。同时分析屏蔽电缆的防护能力削弱系数和受电磁波攻击情况，预测备用电源在下一次故障时的电力调度安全风险因子，及时对电力调度进行优化调整预警，这有助于及时应对潜在风险，避免故障扩大化，有效减少电源故障对应用设备的影响，进而保证电力系统的可靠性和稳定性。
技术特征：
1.一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述评估各应用设备的维护便利性指数，具体方法为：
3.根据权利要求1所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述分析各应用设备的易故障率的具体方式为：基于各设备故障记录，统计出各应用设备的故障标记次数ak及其各次故障标记时间tkr，分析各应用设备的易故障率其中tk(r+1)表示第k个应用设备的第r+1次故障标记时间，δt表示相邻两次故障标记时间的设定参照间隔时长，r为故障标记的次数编号，r＝1,2,...,z，z为故障标记的数量。
4.根据权利要求1所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述分析各应用设备并网恢复能力指标，过程如下：从各设备故障记录所属各应用设备的电压波动曲线中提取各峰值电压ubkc和各谷值电压u′bkc′，将其与对应应用设备在正常运行状态下的电压运行值进行对比，得到各设备故障记录所属各应用设备的电压牵连系数
5.根据权利要求1所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述筛选各关键设备的方法为：评估各应用设备的冗余配置需求指数进而将其与预置冗余配置需求指数阈值进行对比，筛选出冗余配置需求指数超过预置冗余配置需求指数阈值的各应用设备，即为各关键设备。
6.根据权利要求4所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述评估供应电源应急处理能力指标，过程如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述各应用设备安装位置所属屏蔽电缆各次拦截的电磁波频率对应威胁因子获取方式为：以最近一次电源故障记录与其上一次相邻电源故障记录所属时间间隔时长为当前监测周期时长，在各应用设备安装位置布设滤波器，通过滤波器记录应用设备安装位置所属屏蔽电缆拦截的电磁波频率种类，进而获取各应用设备安装位置所属屏蔽电缆在当前监测周期时长内各次拦截的电磁波频率种类，将其与数据库中存储的各种电磁波频率对应威胁因子进行对比，得到各应用设备安装位置所属屏蔽电缆各次拦截的电磁波频率对应威胁因子τkg，g为拦截次数编号，g＝1,2,...,s。
8.根据权利要求7所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述评估各应用设备安装位置所属屏蔽电缆的防护能力削弱系数，方法如下：
9.根据权利要求8所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述预测备用电源在下一次故障时的电力调度安全风险因子，步骤如下：
10.根据权利要求9所述的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，其特征在于，所述评估下一次故障情况所属预计间隔时长的方法为：获取各次电源故障记录与其相邻电源故障记录之间的间隔时长，进而以其均值为下一次电源故障所属预计间隔时长。
技术总结
本发明属于电力调度安全风险评估领域，具体公开提供的一种基于电力调度安全风险的多维度综合评估系统，该系统包括：通过构建多维度综合评估框架，将应用设备维护便利性、电源应急处理能力指标、屏蔽电缆的防护能力削弱系数等多个方面纳入电力安全评估范围，实现对电力调度安全风险的全面精准评估和预警。通过在各关键设备安装位置配备相应冗余设备，避免系统中断或停机时间，减少局部设备故障对其他应用设备事故的影响。通过分析电源故障时备用电源容量匹配度，评估供应电源应急处理能力指标，同时分析屏蔽电缆的防护能力削弱系数和受电磁波攻击情况，预测电源在下一次故障时的电力调度安全情况，有助于及时应对潜在风险。
技术研发人员：柳薇,邢巍,李玥,姚文健,王海洋
受保护的技术使用者：国家电网有限公司客户服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23