低壓臺區(qū)綜合風(fēng)險評估方法研究
時間:2022-12-05 02:48:45
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1低壓臺區(qū)風(fēng)險評估的指標體系
低壓電網(wǎng)的安全功能即增強在低壓條件下防止電路電流不通的能力,達到不間斷供電的效果。它涉及低壓配電網(wǎng)當前運行狀態(tài)和突然性故障,因此在進行風(fēng)險評估指標體系設(shè)計時,既需考慮當前時刻臺區(qū)設(shè)備存在運行的電網(wǎng)實時風(fēng)險因素,又應(yīng)考慮臺區(qū)發(fā)生故障后潛在的電網(wǎng)損失風(fēng)險因素,故本文基于低壓配電網(wǎng)的實時運行風(fēng)險因素和故障潛在風(fēng)險因素兩個方面考慮,分別定義了風(fēng)險指標,通過運行風(fēng)險來反映低壓臺區(qū)當前設(shè)備運行狀態(tài)下的風(fēng)險水平,通過潛在風(fēng)險來反映低壓臺區(qū)結(jié)構(gòu)方面存在的故障損失。低壓臺區(qū)風(fēng)險評估指標體系如圖1所示。1.1運行風(fēng)險評估指標體系。運行風(fēng)險影響因素是指低壓臺區(qū)設(shè)備當前運行狀態(tài)下的風(fēng)險水平,取決于設(shè)備運行異常的狀況。體系構(gòu)成主要包括低壓臺區(qū)設(shè)備最高負載率、三相不平衡度及用戶低壓持續(xù)時間三個指標,其具體定義如下:1.1.1設(shè)備最高負載率。該指標反映在一定評估周期內(nèi)低壓臺區(qū)的配變出現(xiàn)重載或過載狀態(tài)的最嚴重情況,按照配變中負載率最高的值來衡量,該指標記為Rsys1。1.1.2設(shè)備三相不平衡度。該指標反映低壓臺區(qū)三相平衡的程度,取電流、電壓的負序基波分量與正序基波分量的均方根百分比表示,該指標記為Rsys2。1.1.3用戶低壓持續(xù)時間。該指標反映低壓臺區(qū)中用戶出現(xiàn)低電壓狀態(tài)的持續(xù)程度,覆蓋到全部用戶在低壓下的用電時間,該指標記為Rsys3。若某個用戶由低壓狀態(tài)變?yōu)殡妷赫顟B(tài),則記錄該持續(xù)時間并重新開始計時。1.2潛在風(fēng)險評估指標體系。潛在風(fēng)險影響因素是指低壓臺區(qū)發(fā)生故障后可能導(dǎo)致的配電網(wǎng)損失。體系構(gòu)成主要包括低壓臺區(qū)故障后能量損失率、用電時戶數(shù)損失率及重要用戶損失三個指標,其具體定義如下:1.2.1故障后能量損失率。該指標反映發(fā)生低壓臺區(qū)故障后電網(wǎng)的能量損失情況,能量損失是由損耗的功率大小和持續(xù)的時間兩個方面計算得出的,該指標記為Rpot1。1.2.2故障后用電時戶數(shù)損失率。用電時戶數(shù)損失率是指低壓網(wǎng)路崩潰后網(wǎng)路中客戶流失的情況,可以通過故障后用戶數(shù)的損失及故障時間來確定,該風(fēng)險指標記為Rpot2。1.2.3故障后關(guān)鍵用戶流失。由于電網(wǎng)故障后,對關(guān)鍵客戶的影響相對一般家庭客戶影響較大,所以應(yīng)十分關(guān)注發(fā)生故障時關(guān)鍵用戶是否受到了影響,是否造成了極大的經(jīng)濟損失。必須將關(guān)鍵客戶的損失當做單獨的因素來考慮,定性關(guān)鍵客戶的停電狀態(tài),要依據(jù)其停電的具體情況,用Rpot3來表示。
2低壓臺區(qū)風(fēng)險評估算法
2.1低壓臺區(qū)風(fēng)險值計算。本文將影響配電網(wǎng)低壓站區(qū)的風(fēng)險因素分為正在工作風(fēng)險和背后風(fēng)險兩部分。利用所建低壓站區(qū)的風(fēng)險值計算,得到配電網(wǎng)低壓智能站區(qū)的綜合風(fēng)險值,并確定與風(fēng)險值相對應(yīng)的風(fēng)險等級。運行風(fēng)險反映了低壓配電網(wǎng)運行狀態(tài)下的當前風(fēng)險水平,因此,每個操作風(fēng)險系統(tǒng)指標初值的概率應(yīng)為1。操作風(fēng)險指標選擇說明如前一節(jié)Rsys1~Rsys3所述,僅考慮操作風(fēng)險的最終計算結(jié)果,即低壓配電網(wǎng)當前風(fēng)險指標值。操作風(fēng)險值的計算方法如下:首先分別計算風(fēng)險指標Rsys1~Rsys3的風(fēng)險量化值,記為A1~A7,再利用以下公式計算出平均運行風(fēng)險值:RSYSA=3i=1ΣαiAi(1)式中,RSYSA為運行平均風(fēng)險值;Ai為風(fēng)險指標Rsysi的風(fēng)險量化值;αi為風(fēng)險指標Rsysi的權(quán)重,且滿足7i=1Σαi=1。αi可以通過如下公式計算其權(quán)重:αi=αi′Aiρ-13j=1Σαj′Ajρ-1(2)式中,αi′為給定的第i個運行風(fēng)險指標的初始權(quán)重,可以利用層次分析法確定,也可以直接指定大??;αi為第i個運行風(fēng)險指標經(jīng)過修正后的權(quán)重;ρ為均衡系數(shù),取值在0到1之間,本文中取ρ=0.5。然后利用下式計算運行最高風(fēng)險值(即運行風(fēng)險指標中風(fēng)險最大的指標對應(yīng)的風(fēng)險量化值):RSYSM=mini=1,2,3(Rsysi)(3)式中,RSYSM為運行最高風(fēng)險值。運行風(fēng)險的最終計算值如下,RSYS=R1RSYSA+R2RSYSM(4)式中,R1、R2分別為運行風(fēng)險平均值的權(quán)重及最高運行風(fēng)險的權(quán)重。同理,可以計算出潛在風(fēng)險的風(fēng)險值,標記為RGRI。結(jié)合操作風(fēng)險值和背后風(fēng)險值的計算結(jié)果,可以計算出低壓站區(qū)的綜合風(fēng)險量化值。由于操作風(fēng)險值和潛在風(fēng)險值水平應(yīng)相似,且對同一低壓站區(qū)具有一定的相關(guān)性,因此,有必要采用對數(shù)綜合法計算低壓站區(qū)綜合風(fēng)險量化值Rcom:Rcom=exp(θ1lnRSYS+θ2lnRGRI)(5)式中,θ1和θ2為RSYS和RGRI的權(quán)重,且滿足θ1+θ2=1,其大小用數(shù)學(xué)的方法也可以直接賦予。2.2低壓臺區(qū)風(fēng)險定級。本文依照計算綜合風(fēng)險值的大小,將風(fēng)險劃分為一級、二級、三級三個風(fēng)險等級,其中,一級風(fēng)險表示最危險,三級風(fēng)險以下表示危險最小。具體的低壓臺區(qū)風(fēng)險定級如表1所示,風(fēng)險值越大,則低壓臺區(qū)運行情況越好。
3算法在低壓臺區(qū)智能風(fēng)險管控中的應(yīng)用
本文提出的基于實時和潛在影響因素的低壓臺區(qū)綜合風(fēng)險評估方法,已結(jié)合茂名供電局模塊化農(nóng)村低壓智能臺區(qū)的建設(shè),開展低壓臺區(qū)智能風(fēng)險管控模塊應(yīng)用的開發(fā)。應(yīng)用以模塊化傳感器為信息采集節(jié)點,以智能配變終端為數(shù)據(jù)匯集和邊緣計算核心,精準獲取三相不平衡、低電壓等臺區(qū)運行風(fēng)險要素,以主站為數(shù)據(jù)分析處理中心,結(jié)合自動辨識低壓臺區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓撲、故障及異常綜合研判技術(shù),確定低壓臺區(qū)故障后能量損失、時戶數(shù)損失等潛在風(fēng)險因素;同時,應(yīng)用基于本文所提算法獲取低壓臺區(qū)綜合風(fēng)險值,能夠有效支撐低壓臺區(qū)的運維風(fēng)險管控。
4結(jié)語
為提升低壓臺區(qū)的運維管理水平,實現(xiàn)對臺區(qū)風(fēng)險水平全面而準確的評估,本文提出了綜合考慮實時運行風(fēng)險和潛在影響因素的低壓臺區(qū)風(fēng)險評估算法,采用風(fēng)險分級和風(fēng)險量化的方法來表示低壓站區(qū)的風(fēng)險等級,定性表示和定量表示相結(jié)合,有利于風(fēng)險等級的可視化顯示,同時也方便了配電網(wǎng)運行維護人員和管理人員得到低壓站區(qū)的風(fēng)險信息,制定精準的運維策略、有效的運維措施,提升低壓配電網(wǎng)的智能運維水平。
作者:陳槾露 潘凱巖 單位:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局