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专利名称：一种用于电力系统运行风险评估的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统，特别涉及一种用于电力系统运行风险评估的方法及装置。
技术背景
相对于传统可靠性评估而言，运行风险评估的是系统在未来短时间尺度(分、时、 日)的运行安全水平，其元件(线路、变压器等)的停运概率应依其运行工况(外部天气环 境、内部老化情况等)变化而时变，所以如何求取这种依工况时变的元件停运概率是运行 风险评估研究的难点和核心技术。
目前，针对电网中输电元件(变压器、输电线路等)性能(载荷状况、寿命年限、运行 是否正常等)评估主要是指故障诊断技术。如在一定量测配置下，针对变压器，有通过油中 气体性质分析、局部放电、温度变化、绕组变形等手段进行故障诊断；针对架空输电线路，通 过对杆塔、绝缘子、金具、导线、地线、基础及接地装置等主要部件评价，实施其状态评估；对 其他类，如，通过对断路器、隔离开关、电容器以及GIS (Geographic Information System 或Geo — Information system,地理信息系统)等设备的在线监测，以把握其性能。然而， 这些做法一是需要附加若干量测仪器，增设测点，造成巨大的硬件投资成本；二是增加的各 种监测设备本身的可靠性和寿命有限，且增大了对它们的维护工作量。发明内容
本发明实施例提供一种用于电力系统运行风险评估的方法及装置，以减少电力系 统运行风险评估现场的硬件投资成本，节省资金。
一方面，本发明实施例提供了一种用于电力系统运行风险评估的方法，所述用于 电力系统运行风险评估的方法包括
通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过程，建 立所述变压器的状态转移根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压器老化因素引起的老化停运概 率；
利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行 评估，判断所述变压器运行工况正常与否；
根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率；
根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压器的变压器停运概 率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。
可选的，在本发明一实施例中，所述通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器 状态划分后，将变压器状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态。
可选的，在本发明一实施例中，所述利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量 测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否，包括依据所 述变压器SCADA电气量测信息，定义所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标；根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，判断所述变压 器运行工况正常与否。
可选的，在本发明一实施例中，所述判断所述变压器运行工况正常与否，包括根 据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，基于所述指标的历史统计 信息，进行所述指标概率统计规律的学习，得到所述指标的概率分布函数；根据所述指标的 概率分布函数，对所述变压器运行工况正常与异常进行评判。
可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率， 利用如下公式，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进 行风险评估
Pt = Pta+Ptc_PtaPtc，
其中，Pt为所述变压器的变压器停运概率；Pta为所述老化停运概率；Pt。为所述偶 发停运概率。
另一方面，本发明实施例提供了一种用于电力系统运行风险评估的装置，所述用 于电力系统运行风险评估的装置包括
建立单元，用于通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马 尔科夫过程，建立所述变压器的状态转移老化停运概率计算单元，用于根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压 器老化因素引起的老化停运概率；
判断单元，用于利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器 运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；
偶发停运概率计算单元，用于根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述 变压器的偶发停运概率；
综合计算单元，用于根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压 器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。
可选的，在本发明一实施例中，所述建立单元通过对变压器油中溶解气体分析，完 成变压器状态划分后，将变压器状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态。
可选的，在本发明一实施例中，所述判断单元，用于依据所述变压器SCADA电气量 测信息，定义所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标；根据所述变压 器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，判断所述变压器运行工况正常与否。
可选的，在本发明一实施例中，所述判断单元，进一步用于根据所述变压器的如下 指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，基于所述指标的历史统计信息，进行所述指标 概率统计规律的学习，得到所述指标的概率分布函数；根据所述指标的概率分布函数，对所 述变压器运行工况正常与异常进行评判。
可选的，在本发明一实施例中，所述综合计算单元，进一步用于根据所述老化停运 概率和所述偶发停运概率，利用如下公式，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变 压器所在电力系统运行进行风险评估
Pt = Pta+Ptc_PtaPtc，
其中，Pt为所述变压器的变压器停运概率；Pta为所述老化停运概率；Pt。为所述偶 发停运概率。
上述技术方案具有如下有益效果因为采用所述用于电力系统运行风险评估的方 法包括通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过程，建 立所述变压器的状态转移图；根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压器老化因 素引起的老化停运概率；利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器 运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；根据所述变压器运行工况正常与 否，计算得到所述变压器的偶发停运概率；根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获 取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估的技术 手段，所以达到了如下的技术效果为在运行评估中引入电气量测信息达到对变压器运行 工况在线监测的目的，可以有效减少现场对重要设备在线监测方面的投入，节省电力企业 成本，本发明提出的方案可以嵌入到现有电力系统运行风险评估程序中，效果显著。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种用于电力系统运行风险评估的方法流程图2为本发明实施例一种用于电力系统运行风险评估的装置结构示意图3为本发明应用实例电力系统运行风险评估的变压器停运概率计算示意图4为本发明应用实例变压器状态转移图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明实施例一种用于电力系统运行风险评估的方法流程图，所 述用于电力系统运行风险评估的方法包括
101、通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过 程，建立所述变压器的状态转移102、根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压器老化因素引起的老化停 运概率；
103、利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况 进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；
104、根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率；
105、根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压器的变压器停运 概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。
可选的，所述通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分后，将变压器 状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态。
可选的，所述利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否，包括依据所述变压器SCADA电气量测信息，定义所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标；根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，判断所述变压器运行工况正常与否。
可选的，所述判断所述变压器运行工况正常与否，包括根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，基于所述指标的历史统计信息，进行所述指标概率统计规律的学习，得到所述指标的概率分布函数；根据所述指标的概率分布函数，对所述变压器运行工况正常与异常进行评判。
可选的，所述根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，利用如下公式，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估
Pt = Pta+PtC-PtaPtC
其中，Pt为所述变压器的变压器停运概率；Pta为所述老化停运概率；Pt。为所述偶发停运概率。
对应于上述方法实施例，如图2所示，为本发明实施例一种用于电力系统运行风险评估的装置结构示意图，所述用于电力系统运行风险评估的装置包括
建立单元21，用于通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过程，建立所述变压器的状态转移老化停运概率计算单元22，用于根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压器老化因素引起的老化停运概率；
判断单元23，用于利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；
偶发停运概率计算单元24，用于根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率；
综合计算单元25，用于根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。
可选的，所述建立单元21通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分后，将变压器状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态。
可选的，所述判断单元23，用于依据所述变压器SCADA电气量测信息，定义所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和 效率指标；根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，判断所述变压器运行工况正常与否。
可选的，所述判断单元23，进一步用于根据所述变压器的如下指标电纳模指标、 电抗模指标和效率指标，基于所述指标的历史统计信息，进行所述指标概率统计规律的学习，得到所述指标的概率分布函数；根据所述指标的概率分布函数，对所述变压器运行工况正常与异常进行评判。
可选的，所述综合计算单元25，进一步用于根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，利用如下公式，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估
Pt = Pta+Ptc-PtaPtc,
其中，Pt为所述变压器的变压器停运概率；Pta为所述老化停运概率；Pt。为所述偶发停运概率。
本发明实施例上述技术方案具有如下有益效果因为采用所述用于电力系统运行 风险评估的方法包括通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔 科夫过程，建立所述变压器的状态转移图；根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变 压器老化因素引起的老化停运概率；利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对 所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；根据所述变压器运行 工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率；根据所述老化停运概率和所述偶发 停运概率，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风 险评估的技术手段，所以达到了如下的技术效果为在运行评估中引入电气量测信息达到 对变压器运行工况在线监测的目的，可以有效减少现场对重要设备在线监测方面的投入， 节省电力企业成本，本发明提出的方案可以嵌入到现有电力系统运行风险评估程序中，效 果显著。
以下举应用实例进行详细说明
针对上述现有技术及其存在的缺陷，本发明应用实例的目的旨在提供一种用于 电力系统运行风险评估的变压器停运概率计算方法。目前，反映变压器当前运行状况的 SCADA电气量测数据可以在线送到调度中心，并逐步形成内容丰富的历史数据库资源，使 得在运行风险评估中利用电气量测信息建立依工况信息变化的时变变压器停运模型具备 了现实基础。鉴于此，本发明应用实例提出基于SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)电气量测信息的电力系统风险评估的思想，其思 路在于依据连续不断的电气信息，从变压器伏安特性规律出发，提出反映变压器性能的指 标，以估计和学习的方式，实现对变压器性能指标的量化表达，达到利用性能指标间接反映 元件运行工况的目的，例如，短期内，反映天气状况、环境温度、风速、风向、日照热量、负荷 水平等运行工况对变压器停运概率的影响，该理论可应用于变压器的运行风险评估，帮助 调度人员在短期运行规划和在线运行中做出合理的决策。
为实现上述的目的，本发明应用实例采取的技术方案是通过对变压器油中溶 解气体分析(Dissolved Gas Analysis, DGA),完成变压器状态划分,基于马尔科夫过程, 建立变压器的状态转移图，以此，计算变压器前瞻时间内老化停运概率；为反映外界运行 工况变化对变压器停运概率的影响，提出基于SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制系统)电气量测信息对变压器运行工况进行评估的方 法，从而依据变压器运行工况正常与否计算得到变压器的偶发停运概率，最终，综合考虑老 化因素和偶发因素，建立变压器的停运模型，本发明应用实例有利于减少现场的硬件投资 成本，节省资金。
按本发明应用实例思想，变压器停运模型的建立包括如下两步
(I)利用变压器运行的历史统计数据，建立变压器的老化停运模型；
(2)依据变压器的在线电气量测信息，评判变压器实时运行工况，建立变压器的偶 然停运模型。
如图3所示，为本发明应用实例电力系统运行风险评估的变压器停运概率计算示 意图，采用的技术方案包括以下内容
I)、依据变压器DGA信息，完成变压器状态划分，将变压器状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态四个状态；
2)、依据马尔科夫过程模型，得到变压器处于不同状态的等效老化停运概率，完成变压器老化因素引起的老化停运概率计算；
3)、依据变压器SCADA电气量测信息，定义变压器电纳模指标、电抗模指标和效率指标，用于反映变压器运行工况变化；
4)、在变压器电气量测指标定义基础上，基于指标的历史统计信息，完成指标概率统计规律的学习，得到指标的概率分布函数，根据此概率分布函数，对变压器运行工况正常与异常进行评判，从而得到变压器偶发停运概率；
5)、在变压器老化停运概率和偶发停运概率计算基础上，计算受老化因素和偶发因素综合作用的变压器停运概率。
以下进行详细说明
I)、依据变压器的DGA信息，完成变压器的状态划分，划分为良好状态、告警状态、 危险状态和故障状态四个状态，变压器状态划分标准如表I所示。
表IDGA体积分数的变压器状态划分
权利要求
1.一种用于电力系统运行风险评估的方法，其特征在于，所述用于电力系统运行风险评估的方法包括 通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过程，建立所述变压器的状态转移图； 根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压器老化因素引起的老化停运概率；利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否； 根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率； 根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。
2.如权利要求1所述用于电力系统运行风险评估的方法，其特征在于， 所述通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分后，将变压器状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态。
3.如权利要求1所述用于电力系统运行风险评估的方法，其特征在于，所述利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否，包括 依据所述变压器SCADA电气量测信息，定义所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗丰旲指标和效率指标; 根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，判断所述变压器运行工况正常与否。
4.如权利要求3所述用于电力系统运行风险评估的方法，其特征在于，所述判断所述变压器运行工况正常与否，包括 根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，基于所述指标的历史统计信息，进行所述指标概率统计规律的学习，得到所述指标的概率分布函数； 根据所述指标的概率分布函数，对所述变压器运行工况正常与异常进行评判。
5.如权利要求1所述用于电力系统运行风险评估的方法，其特征在于，所述根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，利用如下公式，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估 P = P +P -P P j^t ·*· ta ·*· tc ·*· ta·1 tc， 其中，Pt为所述变压器的变压器停运概率；pta为所述老化停运概率；pt。为所述偶发停运概率。
6.一种用于电力系统运行风险评估的装置，其特征在于，所述用于电力系统运行风险评估的装置包括 建立单元，用于通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过程，建立所述变压器的状态转移图； 老化停运概率计算单元，用于根据所述变压器的状态转移图，计算得到所述变压器老化因素引起的老化停运概率； 判断单元，用于利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；偶发停运概率计算单元，用于根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率； 综合计算单元，用于根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。
7.如权利要求6所述用于电力系统运行风险评估的装置，其特征在于， 所述建立单元通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分后，将变压器状态划分为良好状态、告警状态、危险状态和故障状态。
8.如权利要求6所述用于电力系统运行风险评估的装置，其特征在于， 所述判断单元，用于依据所述变压器SCADA电气量测信息，定义所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标；根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，判断所述变压器运行工况正常与否。
9.如权利要求8所述用于电力系统运行风险评估的装置，其特征在于， 所述判断单元，进一步用于根据所述变压器的如下指标电纳模指标、电抗模指标和效率指标，基于所述指标的历史统计信息，进行所述指标概率统计规律的学习，得到所述指标的概率分布函数；根据所述指标的概率分布函数，对所述变压器运行工况正常与异常进行评判。
10.如权利要求6所述用于电力系统运行风险评估的装置，其特征在于， 所述综合计算单元，进一步用于根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，利用如下公式，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估 P = Pta +Ptc -Pta Ptc 其中，Pt为所述变压器的变压器停运概率；pta为所述老化停运概率；pt。为所述偶发停运概率。
全文摘要
本发明实施例提供一种用于电力系统运行风险评估的方法及装置，所述方法包括通过对变压器油中溶解气体分析，完成变压器状态划分，并基于马尔科夫过程，建立所述变压器的状态转移图；根据变压器的状态转移图，计算得到变压器老化因素引起的老化停运概率；利用数据采集与监视控制系统SCADA电气量测信息对所述变压器运行工况进行评估，判断所述变压器运行工况正常与否；根据所述变压器运行工况正常与否，计算得到所述变压器的偶发停运概率；根据所述老化停运概率和所述偶发停运概率，获取所述变压器的变压器停运概率，以对所述变压器所在电力系统运行进行风险评估。本发明可以有效减少现场对重要设备在线监测方面的投入，节省电力企业成本。
文档编号G01R31/00GK103048573SQ20121059220
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者孙渝江, 游建川, 刘佳宾, 仝世渝, 胡兵, 夏涛, 李曦炜, 陈仁权 申请人:重庆市电力公司