本發(fā)明涉及輸電系統(tǒng)，尤其涉及一種冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法及裝置。

背景技術：

1、目前冰災與其他極端自然災害對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來了諸多挑戰(zhàn)，目前韌性評估的方法較多，大多考慮到惡劣天氣和氣候變化對電力系統(tǒng)或其元件的影響，進而提出對應的韌性評估指標，對系統(tǒng)進行評估，缺乏同時考慮元件級指標和系統(tǒng)級指標及其耦合關系。

2、目前的電力系統(tǒng)韌性提升研究方法，大多面向普遍發(fā)生的臺風、地震等自然災害，然而，與臺風、地震等短災害持續(xù)時間的自然災害不同，冰災對電力系統(tǒng)的侵蝕具有明顯的“多階段”、“長時間尺度”的特點，若利用傳統(tǒng)加固規(guī)劃方法提升電力系統(tǒng)的韌性，則會出現(xiàn)韌性指標無法精準評估導致的或投資成本高、或失負荷量增多等缺陷。因此，有必要充分針對冰災場景下災前、災中、災后各時段對電力系統(tǒng)的影響，分別提出對應的韌性提升措施，構建冰災下全時段韌性提升框架。

技術實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明提供了一種冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法解決針對災前災中災后全時段如何搭建輸電系統(tǒng)韌性提升框架的問題。

3、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

4、第一方面，本發(fā)明提供了一種冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法，包括：基于冰雪災害中輸電線路的故障情況，構建冰災下輸電線路故障概率模型；

5、基于所述故障概率模型，定義冰災下輸電系統(tǒng)的韌性評價指標；

6、基于所述韌性評價指標并進行分析，建立全時段韌性提升方案，分別獲取災前災中災后的最優(yōu)韌性提升策略。

7、作為本發(fā)明所述的冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的一種優(yōu)選方案，其中：構建輸電線路的概率模型時，同時分析冰荷載和風荷載；

8、單位輸電線路所述冰載荷表示為：

9、li＝9.8×10-3ρ1π(d+req)req

10、其中，l1表示冰載荷，d表示導體直徑，req表示冰厚，ρ1表示冰密度；

11、單位輸電線路所述風載荷表示為：

12、lw＝csv2(d+2req)

13、其中，lw表示風荷載，c為常數(shù)，s為交叉因子；

14、對所述冰載荷以及風荷載進行受力分析，得到綜合冰風載，表示為：

15、

16、作為本發(fā)明所述的冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的一種優(yōu)選方案，其中：構建冰災下輸電線路的故障概率模型包括：

17、根據(jù)金屬變形理論，并假設傳輸線是橢圓的，構建傳輸線所述故障概率模型，表示為：

18、

19、其中，pf表示各單元線路的故障概率，awi表示冰風荷載的第一個閾值，bwi表示冰風荷載的第二個閾值；

20、根據(jù)串聯(lián)網(wǎng)絡的定義，不同傳輸線路的故障概率表示為：

21、

22、其中，li表示第i條線路的長度，pi表示第i條傳輸線的故障概率。

23、作為本發(fā)明所述的冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的一種優(yōu)選方案，其中：建立冰災下輸電系統(tǒng)的韌性評價指標包括：定義系統(tǒng)級韌性指標rsys、災害前元件級韌性指標rcm,pre以及災害后元件級韌性指標rcm,post；

24、其中，定義系統(tǒng)級韌性指標rsys包括：

25、冰災發(fā)生后系統(tǒng)的韌性表示為：

26、

27、其中，q0表示初始系統(tǒng)的彈性性能，q(t)表示冰災下輸電線路中斷下的系統(tǒng)性能曲線；

28、將系統(tǒng)的韌性與所述輸電線路故障概率模型相結合，可得到系統(tǒng)級韌性指標rsys，表示為：

29、

30、其中，e[·]表示系統(tǒng)韌性期望值，m表示輸電線數(shù)，a表示所有輸電線路的集合，表示a的k階子集，s表示由冰災導致的輸電線路故障場景，ps表示某一時刻出現(xiàn)故障場景s的概率，is表示故障場景s的失負荷量。

31、作為本發(fā)明所述的冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的一種優(yōu)選方案，其中：定義所述災害前元件級韌性指標rcm,pre包括：

32、定義元件級彈性指數(shù)，量化每條輸電線路的彈性，根據(jù)每條輸電線路停電造成的系統(tǒng)韌性指標增量以及某次冰災中各輸電線路失效的概率，定義所述災害前元件級韌性指標；

33、第m條輸電線路失效前元件級韌性指標rcm,pre表示為：

34、

35、其中，pm表示輸電線路m的故障概率，表示由第m條輸電線路故障引起的輸電系統(tǒng)韌性指標增量，sm表示所有包含第m條輸電線路故障的故障場景的集合，表示故障場景sm所導致的影響增量。

36、作為本發(fā)明所述的冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的一種優(yōu)選方案，其中：定義所述災害后元件級韌性指標rcm,post包括：

37、第m條線故障后韌性指標表示為：

38、

39、其中，m表示線路編號，ωs表示故障場景s下故障線路的集合，ωm∈s表示集合ωs中包含第m條輸電線路的子集。

40、作為本發(fā)明所述的冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述建立全時段韌性提升方案包括：

41、更新預報天氣數(shù)據(jù)，計算未來幾天的系統(tǒng)韌性指標rsys；

42、若所述系統(tǒng)韌性指標rsys的值小于定義的閾值rs，則返回上一步驟；

43、若所述系統(tǒng)韌性指標rsys值超過閾值rs，實施基于所述災害前元件級韌性指標rcm,pre指標的災前輸電系統(tǒng)韌性提升策略；

44、檢查輸電線路是否結冰，若結冰，則實施基于rcm,pre指標的災中輸電系統(tǒng)韌性增強策略以及基于rcm,post指標的災后輸電系統(tǒng)韌性增強策略，若不結冰則返回第一步驟。

45、第二方面，本發(fā)明提供了一種冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升裝置，包括：構建模塊，用于基于冰雪災害中輸電線路的故障情況，構建冰災下輸電線路故障概率模型；

46、指標定義模塊，用于基于所述故障概率模型，定義冰災下輸電系統(tǒng)的韌性評價指標；

47、輸出模塊，用于基于所述韌性評價指標并進行分析，建立全時段韌性提升方案，分別獲取災前災中災后的最優(yōu)韌性提升策略。

48、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設備，包括：

49、存儲器和處理器；

50、所述存儲器用于存儲計算機可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的步驟。

51、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質，其存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述冰雪災害下輸電系統(tǒng)全時段韌性提升方法的步驟。

52、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出了一個有效的針對冰雪災害的韌性提升框架，基于系統(tǒng)和元件層面的一系列韌性指標，包括了冰災過程的各個階段，可以在冰災發(fā)生之前尋找薄弱環(huán)節(jié)并指導預防措施，在冰災中可以實時更新除冰順序，從而最大限度地減少災害對輸電系統(tǒng)的影響，在冰災發(fā)生后可以求出最優(yōu)修復順序，使系統(tǒng)盡快恢復到韌性狀態(tài)。