渔场配电网的韧性评估方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及配电网安全与防御，具体涉及一种渔场配电网的韧性评估方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、传统渔场作业设备多采用柴油发电机供电，污染大、成本高，在整县分布式光伏大力发展的背景下，渔场清洁能源替代势在必行。随着绿色农业发展，大量水产机械化设备将升级为电气化设备，电能替代潜力巨大。但是，我国渔场大部分位于农村地区和城镇郊区，全电渔场设备易受天气影响出现停电等故障，渔场供电可靠性低，需要开展绿色低碳模式下的渔场可靠供电技术研究。

2、极端天气和灾害事件对电网的危害常常是破坏性的，众多元件受灾害发生故障，电网发生大面积停电，严重影响着灾后恢复和受灾设施的重建。同时极端天气事故的发生往往给电力系统带来严重的经济损失。尽管此类事件的发生概率相对较低，但是其导致的严重后果使我们必须关注电网在极端灾害发生时持续稳定供应电能的能力，因此引入韧性的概念来反映电网对极端灾害的抵御能力，评估电力系统在极端天气灾害发生的条件下，减小故障造成的负荷损失，并尽快恢复到原有正常运行状态的能力，韧性作为一个近年来新提出的概念，在电力工程领域尚未被充分探讨。

3、配电网韧性反映的是电力系统在受到极端灾害扰动和严重故障影响的情况下，能否通过调节自身运行状态来减小故障过程的负荷损失，并在扰动结束后尽快恢复到原有运行状态的能力。从广义上讲，韧性是指所有电网可能受到的冲击，包括极端天气灾害，系统的大规模故障，认为破坏甚至是误操作等对电网产生巨大影响的事件。

4、由于在各类冲击中，极端天气具有一定的可预测性和规律性，所以现有研究大多基于极端天气的影响分析狭义的电网韧性，对于配电网来说，另一个重要的概念是配电网可靠性，传统的配电网规划多是以可靠性为驱动的。配电网可靠性反映的是系统在正常运行条件下，满足用户用电需求的能力。而韧性反映的是极端天气灾害的条件下，配电网抵御灾害持续为用户供电的能力。针对可靠性，国内外做了大量研究，但电网的规划运行要满足系统在任何情况下的完整性，不仅要关注可预测的大概率故障，还要关注小概率但影响巨大的事故。同时随着全球气候的变化，极端天气事件的发生概率也有增大的趋势，应当及时采取相应的措施提高电网韧性，满足电网未来发展的要求。因此，配电网韧性的评估方法对于提升电网韧性及可靠性具有一定的指导意义。

5、目前针对配电网韧性的评估方法，已有部分的文献从风险评估和概率可靠性的角度进行了一些前期探索。一方面是立足于极端天气的影响，建立相应扰动事件的模型，给电网韧性评估提供了借鉴和参考，是考察负荷损失情况的主要依据。另一方面是就灾害事件发生后电网的停电风险进行了研究，对大面积停电的可能性和事故影响做了分析。但目前基于风险评估、连锁故障理论和大规模停电事故分析的研究都主要针对输电网，针对配电网大规模停电的研究还不够深入，且建立的评估体系具有一定的主观性，缺少针对配电网不同故障场景的停电范围和负荷损失严重程度的量化计算。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种渔场配电网的韧性评估方法及装置。

2、第一方面，提供一种渔场配电网的韧性评估方法，所述渔场配电网的韧性评估方法包括：

3、计算渔场配电网的各故障场景对应的熵，并基于所述各故障场景对应的熵选取待分析故障场景；

4、获取所述待分析故障场景的发生概率，并基于所述待分析故障场景的发生概率评估所述渔场配电网的韧性。

5、优选的，所述渔场配电网的各故障场景对应的熵的计算式如下：

6、

7、上式中，w为所述渔场配电网的故障场景对应的熵，ωb为所述渔场配电网的线路集合，pi,t为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率，zi,t为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的故障系数，t为雷雨天气穿越渔场配电网的时间。

8、进一步的，所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率的计算式如下：

9、pi,t＝(1-α)tri(t)

10、上式中，tri(t)为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率初值，α为所述渔场配电网历史雷击跳闸次数与永久故障次数之间的线性关系比例系数。

11、进一步的，所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率初始值的计算式如下：

12、tri(t)＝trd(t)+trb(t)

13、上式中，trd(t)为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的直击雷跳闸率，trb(t)为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的感应雷跳闸率。

14、进一步的，所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的直击雷跳闸率的计算式如下：

15、

16、所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的感应雷跳闸率的计算式如下：

17、

18、上式中，ng(t)为所述渔场配电网在t时刻的地闪密度，η为建弧率，be为所述渔场配电网的故障场景中故障线路的最上层导线在地面的投影宽度，de为线路的单侧引雷范围，ie为线路的耐雷水平，ds为雷击点到线路距离s的微分。

19、进一步的，所述基于所述各故障场景对应的熵选取待分析故障场景，包括：

20、若渔场配电网的故障场景对应的熵满足：则该渔场配电网的故障场景为待分析故障场景，否则，则该渔场配电网的故障场景不为待分析故障场景。

21、进一步的，所述待分析故障场景的发生概率的计算式如下：

22、

23、上式中，zi,t,n为第n个待分析故障场景中线路i在t时刻的故障系数，vx,t为所述渔场配电网中第x种元件的故障概率，x为所述渔场配电网中元件种类总数量，λn为第n个待分析故障场景的发生概率。

24、优选的，所述待分析故障场景的发生概率评估渔场配电网的韧性的计算式如下：

25、

26、上式中，ar为所述渔场配电网的韧性，λn为第n个待分析故障场景的发生概率，in为第n个待分析故障场景的供电量缺失程度，n为所述待分析故障场景的总数量。

27、进一步的，所述第n个待分析故障场景的供电量缺失程度的计算式如下：

28、

29、上式中，e为绝缘子串的平均运行电压梯度，t为雷雨天气穿越渔场配电网的时间，tl(t)为所述渔场配电网无故障运行时的目标负荷曲线，resn为第n个待分析故障场景的实际运行曲线与渔场配电网无故障运行时的目标负荷曲线之间的面积，dt为时刻t的微分。

30、第二方面，提供一种渔场配电网的韧性评估装置，所述渔场配电网的韧性评估装置包括：

31、分析模块，用于计算渔场配电网的各故障场景对应的熵，并基于所述各故障场景对应的熵选取待分析故障场景；

32、评估模块，用于获取所述待分析故障场景的发生概率，并基于所述待分析故障场景的发生概率评估渔场配电网的韧性。

33、优选的，所述渔场配电网的各故障场景对应的熵的计算式如下：

34、

35、上式中，w为所述渔场配电网的故障场景对应的熵，ωb为所述渔场配电网的线路集合，pi,t为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率，zi,t为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的故障系数，t为雷雨天气穿越渔场配电网的时间。

36、进一步的，所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率的计算式如下：

37、pi,t＝(1-α)tri(t)

38、上式中，tri(t)为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率初值，α为所述渔场配电网历史雷击跳闸次数与永久故障次数之间的线性关系比例系数。

39、进一步的，所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的跳闸率初始值的计算式如下：

40、tri(t)＝trd(t)+trb(t)

41、上式中，trd(t)为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的直击雷跳闸率，trb(t)为所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的感应雷跳闸率。

42、进一步的，所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的直击雷跳闸率的计算式如下：

43、

44、所述渔场配电网的故障场景中线路i在t时刻的感应雷跳闸率的计算式如下：

45、

46、上式中，ng(t)为所述渔场配电网在t时刻的地闪密度，η为建弧率，be为所述渔场配电网的故障场景中故障线路的最上层导线在地面的投影宽度，de为线路的单侧引雷范围，ie为线路的耐雷水平，ds为雷击点到线路距离s的微分。

47、进一步的，所述分析模块具体用于：

48、若渔场配电网的故障场景对应的熵满足：则该渔场配电网的故障场景为待分析故障场景，否则，则该渔场配电网的故障场景不为待分析故障场景。

49、进一步的，所述待分析故障场景的发生概率的计算式如下：

50、

51、上式中，zi,t,n为第n个待分析故障场景中线路i在t时刻的故障系数，vx,t为所述渔场配电网中第x种元件的故障概率，x为所述渔场配电网中元件种类总数量，λn为第n个待分析故障场景的发生概率。

52、优选的，所述待分析故障场景的发生概率评估渔场配电网的韧性的计算式如下：

53、

54、上式中，ar为所述渔场配电网的韧性，λn为第n个待分析故障场景的发生概率，in为第n个待分析故障场景的供电量缺失程度，n为所述待分析故障场景的总数量。

55、进一步的，所述第n个待分析故障场景的供电量缺失程度的计算式如下：

56、

57、上式中，e为绝缘子串的平均运行电压梯度，t为雷雨天气穿越渔场配电网的时间，tl(t)为所述渔场配电网无故障运行时的目标负荷曲线，resn为第n个待分析故障场景的实际运行曲线与渔场配电网无故障运行时的目标负荷曲线之间的面积，dt为时刻t的微分。

58、第三方面，提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；

59、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

60、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的渔场配电网的韧性评估方法。

61、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的渔场配电网的韧性评估方法。

62、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：

63、本发明提供了一种渔场配电网的韧性评估方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：计算渔场配电网的各故障场景对应的熵，并基于所述各故障场景对应的熵选取待分析故障场景；获取所述待分析故障场景的发生概率，并基于所述待分析故障场景的发生概率评估渔场配电网的韧性。本发明提供的技术方案，采用渔场配电网的各故障场景对应的熵表示了系统的不确定性程度，依据渔场配电网的各故障场景对应的熵选取极端天气可能导致的故障场景来进行分析，进一步深入研究了配电网故障场景，将其应用于极端天气下的渔场供配电可靠性评估之中，利于更好地研判渔场供电恢复策略，衡量可靠性提升方法的效果。