一种基于多元信息的电力系统健康评价方法及装置与流程

本发明涉及电力系统安全运行，具体涉及一种基于多元信息的电力系统健康评价方法及装置。

背景技术：

1、随着能源互联网发展及数字化改革进程的不断推进，电力市场对于智能化配电网系统的高效、高质量运行提出了更高的要求。电力设备作为电网的重要构成部分，其运行情况能够较好的反映出电网系统的整体稳定性及安全性。

2、因此，对电力设备引用人体健康度的概念，基于“源、网、荷、储”海量大数据基础，基于多元信息构建设备健康度评估体系，集成量化各项评价指标，更加直观、便捷地监测系统的整体运行情况。针对多指标进行指标无量纲化处理，构建综合数据健康度评估体系。后续通过定期计算健康度指标，有助于掌握配电网系统整体运行状况，并针对设备具体问题实现自监查、自诊断，对未电网发展评价配电网的可持续发展有重要意义。

3、设备健康度主要是对评价对象的关键特征进行综合模型评估。主流分类为两大类：内部因素（设备本身特性）例如：运行年限、供电质量、装备水平、供电能力等。外部因素（配电网运行水平及特殊事件）：外部环境因素造成的配变停电事件、设备运行水平（负载率）、网架安全水平（绝缘化率）等。然而，由于现存数据健康度评价指标并无明确规范，所采用评价体系或模型、所涉及到指标考量不尽相同，未构建出一种较为规范化、体系化的评估方法。进一步的，现阶段大量针对设备健康度的评价方法停留在理论研究层面，在实际应用的电网管理层、执行层仍加入了诸多主观性决断因素，且设备健康度指标并无规范化的计算周期，以至于整体理论上计算所得的健康度指标的致信程度较低。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种基于多元信息的电力系统健康评价方法及装置。

2、第一方面，提供一种基于多元信息的电力系统健康评价方法，所述基于多元信息的电力系统健康评价方法包括：

3、获取待评价区域电力系统在数据健康度综合评价体系中各末级评价指标的指标值；

4、基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重确定待评价区域电力系统的数据健康度综合评价值，所述待评价区域电力系统的数据健康度综合评价值为待评价区域电力系统的电力系统健康评价结果。

5、优选的，所述数据健康度综合评价体系为五级评价体系，一级指标为数据健康度综合评价值，二级指标包括：电源指标、电网指标、用户指标、储能指标；

6、所述电源指标对应的三级指标包括：电源三级指标；

7、所述电网指标对应的三级指标包括：变电站指标、输电线路指标、配电线路指标、配电变压器指标；

8、所述用户指标对应的三级指标包括：高压用户指标、业扩用户指标；

9、所述储能指标对应的三级指标包括：储能三级指标；

10、所述电源三级指标对应的四级指标包括：电厂档案准确度、机组档案准确度、并网线路档案准确度、电厂文件完备性、电厂数图一致性、电厂量测可用度、电厂关系贯通率、电厂指标真实性；

11、所述变电站指标对应的四级指标包括：变电站档案准确度、变压器档案准确度、变电站文件完备性、变电站数图一致性、变电站量测可用度、变电站关系贯通率、变电站设备项目关联率、变电站指标真实性、变压器指标真实性；

12、所述输电线路指标对应的四级指标包括：输电线路档案准确度、输电线路数图一致性、输电线路量测可用度、输电线路设备项目关联率、输电线路关系贯通率、输电线路指标真实性；

13、所述配电线路指标对应的四级指标包括：配电线路档案准确度、配电线路数图一致性、配电线路量测可用度、配电线路设备项目关联率、配电线路关系贯通率、配电线路指标真实性；

14、所述配电变压器指标对应的四级指标包括：配电变压器档案准确度、配电变压器数图一致性、配电变压器量测可用度、配电变压器设备项目关联率、配电变压器关系贯通率、配电变压器指标真实性；

15、所述高压用户指标对应的四级指标包括：高压用户档案准确度、高压用户数图一致性、高压用户量测可用度、高压用户关系贯通率；

16、所述业扩用户指标对应的四级指标包括：业扩用户档案准确度；

17、所述储能三级指标对应的四级指标包括：新型储能电站档案准确度、并网线路档案准确度、新型储能电站数图一致性、新型储能电站量测可用度、新型储能电站指标真实性；

18、所述电厂档案准确度对应的五级指标包括：电厂档案规范率、电厂档案合理率；

19、所述机组档案准确度对应的五级指标包括：机组档案规范率、变流器档案规范率、风机档案规范率、机组档案合理率；

20、所述并网线路档案准确度对应的五级指标包括：并网线路档案规范率、并网线路档案合理率；

21、所述电厂文件完备性对应的五级指标包括：电厂文件完备性；

22、所述电厂数图一致性对应的五级指标包括：电厂数图一致性；

23、所述电厂量测可用度对应的五级指标包括：发电出力测点配置率、发电出力数据可用率、上网出力测点配置率、上网出力数据可用率；

24、所述电厂关系贯通率对应的五级指标包括：电厂电量一致率；

25、所述电厂指标真实性对应的五级指标包括：电厂指标可视性；

26、所述变电站档案准确度对应的五级指标包括：变电站档案规范率、变电站档案合理率；

27、所述变压器档案准确度对应的五级指标包括：变压器档案规范率、变压器档案合理率；

28、所述变电站文件完备性对应的五级指标包括：变电站文件完备性；

29、所述变电站数图一致性对应的五级指标包括：变电站数图一致性；

30、所述变电站量测可用度对应的五级指标包括：变电站测点配置率、变电站有功功率可用率、变电站无功功率可用率；

31、所述变电站关系贯通率对应的五级指标包括：变电站负荷一致率、变电站电量一致率、变电站间隔一致率；

32、所述变电站设备项目关联率对应的五级指标包括：变电站设备项目关联率；

33、所述变电站指标真实性对应的五级指标包括：变电站指标可视性、变电站指标合理性；

34、所述变压器指标真实性对应的五级指标包括：变压器指标可视性、变压器指标合理性；

35、所述输电线路档案准确度对应的五级指标包括：输电线路档案规范率、输电线路档案合理率；

36、所述输电线路数图一致性对应的五级指标包括：输电线路数图一致性；

37、所述输电线路量测可用度对应的五级指标包括：输电线路测点配置率、输电线路有功功率可用率、输电线路无功功率可用率；

38、所述输电线路设备项目关联率对应的五级指标包括：输电线路设备项目关联率；

39、所述输电线路关系贯通率对应的五级指标包括：输电线路负荷一致率、输电线路电量一致率；

40、所述输电线路指标真实性对应的五级指标包括：输电线路指标可视性、输电线路指标合理性；

41、所述配电线路档案准确度对应的五级指标包括：配电线路档案规范率、配电线路档案合理率；

42、所述配电线路数图一致性对应的五级指标包括：配电线路数图一致性；

43、所述配电线路量测可用度对应的五级指标包括：配电线路测点配置率、配电线路有功功率可用率、配电线路无功功率可用率；

44、所述配电线路设备项目关联率对应的五级指标包括：配电线路设备项目关联率；

45、所述配电线路关系贯通率对应的五级指标包括：配电线路负荷一致率、配电线路电量一致率；

46、所述配电线路指标真实性对应的五级指标包括：配电线路指标可视性、配电线路指标合理性；

47、所述配电变压器档案准确度对应的五级指标包括：配电变压器档案规范率、配电变压器档案合理率；

48、所述配电变压器数图一致性对应的五级指标包括：配电变压器数图一致性；

49、所述配电变压器量测可用度对应的五级指标包括：配电变压器测点配置率、配电变压器有功功率可用率、配电变压器无功功率可用率、配电变压器电压可用率；

50、所述配电变压器设备项目关联率对应的五级指标包括：配电变压器设备项目关联率；

51、所述配电变压器关系贯通率对应的五级指标包括：配电变压器电量一致率；

52、所述配电变压器指标真实性对应的五级指标包括：配电变压器指标可视性、配电变压器指标合理性；

53、所述高压用户档案准确度对应的五级指标包括：高压用户档案规范率、高压用户档案合理率；

54、所述高压用户数图一致性对应的五级指标包括：高压用户数图一致性；

55、所述高压用户量测可用度对应的五级指标包括：高压用户计量点配置率、高压用户有功功率可用率；

56、所述高压用户关系贯通率对应的五级指标包括：用户-设备关系完整率、高压用户电量一致率；

57、所述业扩用户档案准确度对应的五级指标包括：业扩用户档案规范率、业扩用户档案合理率；

58、所述新型储能电站档案准确度对应的五级指标包括：新型储能电站档案规范率、新型储能电站档案合理率；

59、所述并网线路档案准确度对应的五级指标包括：并网线路档案规范率、并网线路档案合理率；

60、所述新型储能电站数图一致性对应的五级指标包括：新型储能电站数图一致性；

61、所述新型储能电站量测可用度对应的五级指标包括：新型储能电站测点配置率、新型储能电站有功功率可用率、新型储能并网线路量测可用率、新型储能并网线路有功可用率；

62、所述新型储能电站指标真实性对应的五级指标包括：新型储能电站指标真实性。

63、进一步的，所述数据健康度综合评价体系中研究对象的档案准确度的计算式如下：

64、

65、上式中，为研究对象的档案准确度，为研究对象的档案规范度，为研究对象的档案规范度权重，为研究对象的档案合理度，为研究对象的档案合理度权重。

66、进一步的，所述研究对象的档案规范度的计算式如下：

67、

68、所述研究对象的档案合理度的计算式如下：

69、

70、上式中，a为研究对象的档案的属性维护完整的字段数量，b为研究对象的档案的属性应完整的字段数量，c为研究对象的档案满足合理性校验的字段数量，d为研究对象的档案应满足合理性校验的字段数量。

71、进一步的，所述数据健康度综合评价体系中研究对象的文件完备性的计算式如下：

72、

73、上式中，xwbx为研究对象的文件完备性，e为研究对象实际上传的文件数量，f为研究对象应上传的文件数量。

74、进一步的，所述数据健康度综合评价体系中研究对象的数图一致性的计算式如下：

75、

76、上式中，xyzx为研究对象的数图一致性，z为研究对象数图一致性系数，若研究对象在简化图中能找到并正确对应，z=1，否则，z=0。

77、进一步的，若电厂发电出力的积分电量与电厂发电量的偏差不超过8%、电厂上网出力的积分电量与电厂上网电量的偏差不超过8%且电厂上网电量与对应并网线路输入电量的偏差不超过5%，则电厂电量一致率为100，否则电厂电量一致率为0；

78、若变电站全部进线负荷之和与全部变压器高压侧负荷之和的偏差不超过5%、变电站全部变压器高压侧负荷之和与全部变压器中低压侧负荷之和的偏差不超过5%且变电站全部变压器中低压侧负荷之和与变电站全部出线负荷之和的偏差不超过5%，则变电站负荷一致率为100，否则变电站负荷一致率为0；

79、若变电站积分电量与同期电量偏差不超过5%，则变电站电量一致率为100，否则变电站电量一致率为0；

80、若变电站高压侧已用间隔数量与高压侧进线数量一致、变电站中压侧已用间隔数量与中压侧出线数量一致且变电站低压侧已用间隔数量与低压侧出线数量一致，则变电站间隔一致率为100，否则变电站间隔一致率为0；

81、若输电线路首端负荷与末端负荷的偏差不超过5%，则输电线路负荷一致率为100，否则输电线路负荷一致率为0；

82、若输电线路积分电量与同期电量的偏差不超过5%，则输电线路电量一致率为100，否则输电线路电量一致率为0；

83、若配电线路与所带配变同一时刻下负荷之和的偏差不超过8%，则配电线路负荷一致率为100，否则配电线路负荷一致率为0；

84、若配电线路积分电量与同期电量偏差不超过5%，则配电线路电量一致率为100，否则配电线路电量一致率为0；

85、若配电变压器积分电量与同期电量偏差不超过5%，则配电变压器电量一致率为100，否则配电变压器电量一致率为0；

86、若电厂有功测点配置完整，则发电出力测点配置率为100，否则发电出力测点配置率为0；

87、若电厂/机组最大出力不超过电厂/机组额定功率的1.5倍且电厂有功量测数据满足：（有功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%，则发电出力数据可用率为100，否则发电出力数据可用率为0；

88、若电厂并网线路的有功测点配置完整，则上网出力测点配置率为100，否则上网出力测点配置率为0；

89、若电厂并网线路的有功量测数据满足：（有功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%，且最大负荷不超过线路容量的1.5倍，则上网出力数据可用率为100，否则上网出力数据可用率为0；

90、若变电站有功/无功测点配置完整且唯一，则变电站测点配置率为100，否则变电站测点配置率为0；

91、若变电站负荷不超过额定容量的1.5倍且有功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%，则变电站有功功率可用率为100，否则，变电站有功功率可用率为0；

92、若变电站负荷不超过额定容量的1.5倍且无功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%，则变电站无功功率可用率为100，否则，变电站无功功率可用率为0；

93、若输电线路两端的有功/无功测点配置完整且唯一，则输电线路测点配置率为100，否则输电线路测点配置率为0；

94、若输电线路最大负荷不超过最大输送容量的1.5倍且输电线路量测数据满足：（有功/无功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%，则输电线路量测数据可用率为100，否则输电线路量测数据可用率为0；

95、若配电线路有功/无功测点配置完整且唯一，则配电线路测点配置率为100，否则配电线路测点配置率为0；

96、若配电线路有功/无功量测数据满足：（有功/无功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%且配电线路最大负荷不超过最大输送容量的1.5倍，则配电线路量测数据可用率为100，否则配电线路量测数据可用率为0；

97、若配电变压器有功/无功/电压测点配置完整且唯一，则配电变压器测点配置率为100，否则配电变压器测点配置率为0；

98、若配电变压器最大负荷不超过最大输送容量的1.5倍且配电变压器量测数据满足：（有功/无功数据可用点数/测点数量*统计时长*每小时测量频度)*100大于98%，则配电变压器量测数据可用率为100，否则配电变压器量测数据可用率为0。

99、进一步的，所述数据健康度综合评价体系中研究对象的指标可视性的计算式为：x=p/q*100%；

100、其中，x为研究对象的指标可视性，p为研究对象的可视指标字段数，q为研究对象应可视指标字段总数；

101、当研究对象为电厂时，可视指标字段包括：发电厂的年度、月度发电量、上网电量、厂用电量；

102、当研究对象为变电站时，可视指标字段包括：变电站最大负载率、平均负载率、积分电量、同期电量、同期线损率；

103、当研究对象为输电线路时，可视指标字段包括：输电线路最大负载率、平均负载率、积分电量、同期电量、同期线损率；

104、当研究对象为配电线路时，可视指标字段包括：配电线路最大负载率、平均负载率、积分电量、同期电量、同期线损率；

105、当研究对象为配电变压器时，可视指标字段包括：配电变压器最大负载率、平均负载率、积分电量、同期电量、同期线损率。

106、进一步的，若研究对象满足：最大负载率属于[0,150%]且平均负载率属于[0,60%]且最大负载率＞平均负载率，则所述数据健康度综合评价体系中研究对象的指标合理性为100，否则，所述数据健康度综合评价体系中研究对象的指标合理性为0。

107、第二方面，提供一种基于多元信息的电力系统健康评价装置，所述基于多元信息的电力系统健康评价装置包括：

108、获取模块，用于获取待评价区域电力系统在数据健康度综合评价体系中各末级评价指标的指标值；

109、评价模块，用于基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重确定待评价区域电力系统的数据健康度综合评价值，所述待评价区域电力系统的数据健康度综合评价值为待评价区域电力系统的电力系统健康评价结果。

110、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

111、本发明提供了一种基于多元信息的电力系统健康评价方法及装置，包括：获取待评价区域电力系统在数据健康度综合评价体系中各末级评价指标的指标值；基于所述各末级评价指标的指标值及所述各末级评价指标的权重确定待评价区域电力系统的数据健康度综合评价值，所述待评价区域电力系统的数据健康度综合评价值为待评价区域电力系统的电力系统健康评价结果。本发明提供的技术方案，通过多元信息汇总，建立规范化设备数据健康度评价体系，生成完整归一的系统评估方法，综合考量多项明细指标，并实现分值量化及周期化运营计算，对于电网整体运行有着指导性建议。且摆脱了理论研究层面，此类计算方法已经开展实际实践应用，对于电网管理层、执行层人员有着指导性建议。