[發明專利]考慮通信故障影響的配電網CPS安全性評估方法及裝置

有效

• 申請號: 202010874713.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112072647B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 李曉;劉國靜;李滿禮;談健;倪明;李琥;葛毅;史靜;李冰潔;馮偉
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院;國網電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

1.考慮通信故障影響的配電網CPS安全性評估方法，其特征在于，包括：

構建物理預想故障集，對配電網CPS逐一進行物理故障預想；

對進行物理故障預想的配電網CPS，在故障定位、故障隔離和故障恢復階段的信息業務路徑上設置信息故障，構建考慮通信故障影響的信息物理組合預想故障集；

對受信息物理組合預想故障影響的配電網CPS進行整體安全性評估和一類負荷失電風險評估，包括：

將信息物理組合預想故障輸入到配電網CPS故障后的恢復控制模型中進行求解，配電網CPS故障后的恢復控制模型為：

以故障后系統失負荷功率最小和一類負荷的失電風險最小為目標函數：

其中，F₁為系統失負荷功率，N為系統中所有負荷節點集合，為t時刻負荷節點i上的失電功率，F₂為一類負荷失電功率，N_Δ表示一類負荷節點集合；

所述目標函數需滿足約束條件：

節點功率平衡約束：

U_j,t＝U_i,t-(r_ijP_ij,t+x_ijQ_ij,t)

其中，w(j)為以j節點為首端節點的支路末端節點集合，m(j)為以j節點為末端節點的支路首端節點集合，P_jk,t與Q_jk,t分別為t時刻從j節點流向k節點的支路有功功率和無功功率，z_jk,t為支路jk上的分段開關t時刻的運行狀態，閉合狀態為1，斷開狀態為0；P_ij,t與Q_ij,t分別為t時刻從i節點流向j節點的支路有功功率和無功功率，z_ij,t為支路ij上的分段開關t時刻的運行狀態，閉合狀態為1，斷開狀態為0，分別為t時刻變電站向配電網j節點輸送的有功功率和無功功率，分別為t時刻j節點上的DG發出的有功功率和無功功率，分別為t時刻j節點的有功功率和無功功率，r_ij、x_ij分別為支路ij的電阻和電抗值，U_i,t為t時刻i節點的節點電壓，U_j,t為t時刻j節點的節點電壓；

節點電壓約束：

其中，U與分別為系統安全運行允許的電壓下限與電壓上限；

支路容量約束：

其中，S_ij,max為支路ij上允許通過的最大功率；

DG出力控制約束：

其中，表示t時刻i節點上的DG預測有功出力，為t時刻i節點上的DG發出的有功功率，ω_DG,i為i節點上允許的DG最大切機比例，θ_DG,t表示DG運行的功率因數角；

根據求解結果計算配電網CPS進行整體安全性評估指標和一類負荷失電風險評估指標，如下：計算傳統確定性停電后果指標：

T＝T₁+T₂；

其中，T為故障恢復時間，T₁為故障定位時間，T₂表示故障隔離以及非故障區段恢復時間；

計算考慮信息物理故障事件概率的風險性指標：

其中，表示信息物理組合預想故障事件的風險值，α_m、β_n分別表示電力元件m與信息元件n的故障概率，m,n為信息物理組合預想故障集Ω中的一個元素，R_CPDS表示配電網CPS的整體運行風險；

計算一類負荷失電概率指標：

P_Im＝1-(1-(α¹·β¹))·(1-(α¹·β²))·(...)·(1-((α^p·β^q)))，p,q∈Ω_m

其中，P_Im表示一類負荷失電概率，Ω_m表示會導致一類負荷失電的信息物理組合故障集，α^p與β^q分別表示會導致一類負荷失電的電力故障p、信息故障q的發生概率，p,q∈Ω_m表示電力故障p與信息故障q屬于故障集Ω_m中的一個組合故障元素；

根據配電網CPS評估結果篩選對配電CPS整體安全性和一類負荷供電安全性影響的嚴重組合故障。