基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置

摘要

本发明提出了基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置，包括运行信息自动集成模块、停电事件关键要素提取模块、关键设备台账提取模块、回路设备组及连接点确定模块、回路及连接点台账管理模块、停电事件库模块、停电事件库维护模块和输变电系统可靠性统计分析模块，本发明通过建立主设备回路模型及物理连接点模型，制定综合性可靠性评价指标，实现输电网网架及输变电系统的可靠性水平综合性评价，解决现执行装置无法实现输变电系统可靠性评价；通过与运行管理系统的无缝对接及相关辅助模块的设计及应用，解决现行可靠性分析装置停电事件人工录入工作量大，停电事件装置的数据来源准确性及与调度系统的一致性无法保证，使用效率低等问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电网可靠性评价领域，尤其涉及一种基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置。

背景技术

面客观地评价输电系统可靠性能够为电网规划与运行提供更为科学的决策依据，对提高整个电力系统可靠供电水平意义重大。1998年原电力工业部颁布《输变电设施可靠性评价规程(暂行)》，经2003、2012年两次修订形成现行的《DLT837-2012输变电设施可靠性评价规程》。标准的实施实现了对全行业范围内的输变电系统可靠性统计评价工作的统一、规范管理，促进了电力安全生产和设备管理工作的深入开展。当前，我国输变电系统可靠性管理工作由国家能源局电力可靠性管理中心统一监管，2000年电力可靠性中心向全国范围内推行可靠性管理系统，实现全国范围内的输变电设施可靠性统计评价工作。

发明人经过研究发现，现有技术中输变电设施可靠性统计分析装置侧重于对某类输变电设施的可靠性统计评价，所以无法整体评价输变电系统的可靠性水平；此外，现有技术中的输变电设施可靠性统计分析装置中，停电事件中的多种参数信息需要人工录入；由于进行人工录入停电事件中的多种参数信息的维护人员非调度运行人员，停电事件相关信息录入有可能存在一定理解偏差，所以会经常出现漏录、错录的情况，从而使得输变电设施可靠性统计分析装置的应用效率低下。

发明内容

本发明提出一种基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置，解决现执行装置无法实现输变电系统可靠性评价；解决现行可靠性分析装置停电事件人工录入，停电事件装置的数据来源准确性及与调度系统的一致性无法保证，使用效率低等问题。

一种基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置，所述基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置设于输变电可靠性管理系统，包括：

运行信息自动集成模块、停电事件关键要素提取模块、关键设备台账提取模块、回路设备组及连接点确定模块、回路及连接点台账管理模块、停电事件库模块、停电事件库维护模块和输变电系统可靠性统计分析模块，其中：

关键设备台账提取模块用于通过工程生产管理系统PMS获取主设备的台账信息；所述主设备包括变电站、母线、线路和开关；

回路设备组及连接点确定模块用于根据所述台账信息生成主设备回路信息和物理连接点信息；具体包括：

根据所述台账信息遍历分析所述主设备，依据所述主设备的最小运维单元所包括的设备来划分主设备回路；所述主设备回路包括变电回路、母线回路和输电回路；

根据所述台账信息遍历输电网的各节点，分别划分所述输电网中的各类物理连接点；所述物理连接点的种类包括主配网交接的物理连接点、发输电交接的物理连接点、用户交接的物理连接点和输网互联交接的物理连接点；

回路及连接点台账管理模块用于根据所述主设备回路生成并存储对应的主设备回路信息，以及，用于根据所述物理连接点生成并存储对应的物理连接点信息；所述主设备回路信息包括回路编号、回路名称、回路类型、回路组成元件、回路建模日期和回路总侧数；所述物理连接点信息包括连接点编号、连接点名称、连接点类型、连接点负荷和连接点建立日期；

运行信息自动集成模块用于：

通过数据采集与监视控制SCADA系统中的开关重合闸信息自动推送值获取开关重合闸信息，所述开关重合闸信息包括开关名称、动作时间、位置，和，所属变电站或所属线路；

通过调度日志管理系统中的停电管理日志记录获取回路停电的关键要素，所述回路停电的关键要素包括停电性质、停电责任原因、触发停电原因、停电技术原因、停电时间和影响范围；

获取地调系统由于输电网原因造成的10kV变电站母线停电自动推送的信息，获取母线停电的关键要素；所述母线停电的关键要素包括停电母线名称、持续停电时间、起止停电时间和停电原因；

停电事件关键要素提取模块，用于根据所述开关重合闸信息、所述母线停电的关键要素及从所述回路及连接点台账管理模块提取的回路编号及连接点编号，生成回路停电事件和连接点停电事件输出至停电事件库；

停电事件库模块用于通过将回路停电事件与连接点停电事件进行关联来生成停电事件清单，并存储所述停电事件清单；

停电事件库维护模块用于根据停电事件对所述停电事件清单进行正确性分析和修正，所述修正确性分析和正包括辅助人工分析决策；

输变电系统可靠性统计分析模块用于：

根据所述回路及连接点台账管理模块中的所述主设备回路信息和所述物理连接点信息，以及，所述停电事件库模块中的停电事件清单，计算各电压等级的主设备回路可靠性指标及物理连接点的可靠性指标，并生成全网停电严重性指标及综合风险评估结果，以及，生成输变电系统可靠性分析报告。

优选的，在本发明实施例中，所述物理连接点包括：

变电站各侧母线或产权分界点系统侧的开关设备。

优选的，在本发明实施例中，所述回路设备组及连接点确定模块04包括：

母线回路确定单元，用于除所述输变电系统内一次接线模式为线变组的接线不属于母线回路以外，在其余的母线类型中，将同一变电站内、同一电压等级的所有母线和与所述母线直接相连的隔离开关，以及，独立连接到所述母线上的不单独构成回路的设备组划分为同一母线回路；

变电回路确定单元，用于将变压器本体及所述变压器与各侧断路器之间的变电设备组划分为变电回路；所述变电设备组不包括母线侧隔离开关；

输电回路确定单元，用于将输电线路本体及其与各侧所接变电站母线回路连接点之间的设备组合划分为输电回路；所述输电设备组不包括母线侧隔离开关。

发输连接点确定单元，用于当所述物理连接点用于连接输电系统与发电系统，为发电系统提供接收电能时，将所述物理连接点划分为发输连接点；

输配连接点确定单元，用于当所述物理连接点用于连接输电系统与配电系统，为配电系统提供电能供给功能时，将所述物理连接点划分为输配连接点；

用户连接点确定单元，用于当所述物理连接点用于连接输电系统与用户，为用户提供电能供给功能时，将所述物理连接点划分为用户连接点；

互联连接点确定单元，用于当所述物理连接点用于连接评价输电系统与其他输电系统，为其他系统提供电能输入输出功能时，将所述物理连接点划分为互联连接点。

优选的，在本发明实施例中，所述输变电系统可靠性统计分析模块，包括：

回路指标计算单元，用于分别计算各所述主设备回路的输变电可靠性指标；

连接点停电影响计算单元，用于计算物理连接点的可靠性指标；

所述回路指标计算单元包括折算系数生成组件，所述折算系数生成组件用于根据停电事件造成的所述主设备回路功能的丧失程度计算所述主设备回路的折算系数，包括：

获取所述逻辑回路中的变电回路总侧数、输电回路总侧数N及母线回路连接总回路数NF，获取变电回路、输电回路每次停电事件的实际停电次数nr，获取母线回路停电造成的连接实现回路数nt；

判断所述逻辑回路功能是否丧失，若所述逻辑回路功能整体丧失，则统计所述逻辑回路折算系数为s＝1；

若变电回路、输电回路功能部分丧失，则变电回路和输电回路任一侧停运时，则统计所述变电回路、输电回路的折算系数s为：s＝nr/(N-1)；

若母线回路功能部分丧失，则所述母线回路中任一条母线停运时，则统计所述母线回路的折算系数s为：s＝nt/NF；

所述折算系数用于在根据统计事件过程中计算停电次数、停电负荷、停电电量生成指标计算结果时作为计算参数。

由上可以看出，在本发明实施例中，引入了主设备回路的概念和物理连接点的概念，主设备回路是由变压器、线路、母线的最小运维检修单元组组成，通过主设备回路的输变电可靠性指标分析，能够体现网架结构坚强程度，并检验运行维护策略制定的科学性、合理性，实现可靠性评价与运维管理的高度融合；由于通过本发明实施例，增加了网架结构坚强程度的评价指标和供电连续性的评价指标；此外，根据物理连接点连接的输电网主体的不同，将物理连接点分为发输连接点、输配连接点、用户连接点及互联连接点，然后通过物理连接点可靠性指标计算来实现输电网网架、设备综合作用下的输变电系统的可靠性评价；这样，可以使输变电系统可靠性统计评价结果更加的完整和准确，进而也就解决了现有技术中无法整体评价输变电系统的可靠性水平的问题。

此外，本发明实施例通过与SCADA系统、PMS系统、地调系统和调度日志系统建立数据连接，自动辨识主设备回路、物理连接点，重点加强停电事件提取及修正处理过程，实现停电事件中相关数据信息的自动采集，从而大大降低了人工建模工作量，提高数据源的准确性及一致性，最终实现提高输变电系统可靠性统计评价的工作效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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为本发明实施例中所述基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置，如图1所示，包括：

运行信息自动集成模块01、停电事件关键要素提取模块02、关键设备台账提取模块03、回路设备组及连接点确定模块04、回路及连接点台账管理模块05、停电事件库模块06、停电事件库维护模块07和输变电系统可靠性统计分析模块08，其中：

关键设备台账提取模块03用于通过工程生产管理系统PMS获取主设备的台账信息；所述主设备包括变电站、母线、线路和开关；

本发明实施例中的基于停电事件自动集成的输变电系统可靠性分析装置，可以与SCADA系统、PMS系统和调度日志系统建立数据连接，通过自动的获取输变电系统中的各种数据信息来实现提高输变电系统可靠性统计评价的工作效率的目的。

为此，在本发明实施例中，通过关键设备台账提取模块03可以在PMS中获取主设备的台账信息；具体的主设备可以包括变电站、母线、线路和开关，这样，就可以自动的采集电站、母线、线路和开关的台账信息了；

回路设备组及连接点确定模块04用于根据台账信息生成主设备回路信息和物理连接点信息；回路设备组及连接点确定模块04的具体工作方式包括：

根据台账信息遍历分析所述主设备，依据主设备的最小运维单元所包括的设备来划分主设备回路；主设备回路包括变电回路、母线回路和输电回路；根据台账信息遍历分析主设备，即相当于获取了输变电系统的电网地理接线图及变电站站内一次接线方式图，这样通过分析主设备之间的物理连接逻辑关系以及运维检修策略，即可确定运维检修单元所包括的设备，进而就可以以运维检修单元为单位来生成主设备回路；进一步的，根据回路的性质不同，主设备回路具体可以分为母线回路、变电回路及输电回路；

根据台账信息遍历输电网的各节点，分别划分输电网中的各类物理连接点；物理连接点的种类包括主配网交接的物理连接点、发输电交接的物理连接点、用户交接的物理连接点和输网互联交接的物理连接点；为了分析输电网、配电网不同节点的物理连接关系，可以根据台账信息遍历输电网的各节点来获取输变电系统及配电系统电网地理接线图，从而可以划分各个物理连接点；接着，根据输配连接电网的特征的不同，可以将物理连接点划分发输连接点、输配连接点、用户连接点和互联连接点。在本发明实施例中，物理连接点具体可以包括变电站各侧母线或产权分界点系统侧的开关设备。

回路及连接点台账管理模块05用于根据主设备回路生成并存储对应的主设备回路信息，以及，用于根据物理连接点生成并存储对应的物理连接点信息；主设备回路信息包括回路编号、回路名称、回路类型、回路组成元件、回路建模日期和回路总侧数；所述物理连接点信息包括连接点编号、连接点名称、连接点类型、连接点负荷和连接点建立日期；

运行信息自动集成模块01用于：

通过数据采集与监视控制SCADA系统中的开关重合闸信息自动推送值获取开关重合闸信息，开关重合闸信息具体可以包括开关名称、动作时间、位置，和，所属变电站或所属线路；

通过调度日志管理系统中的停电管理日志记录获取回路停电的关键要素，回路停电的关键要素具体可以包括停电性质、停电责任原因、触发停电原因、停电技术原因、停电时间和影响范围；

获取地调系统由于输电网原因造成的10kV变电站母线停电自动推送的信息，获取母线停电的关键要素；母线停电的关键要素具体可以包括停电母线名称、持续停电时间、起止停电时间和停电原因；

停电事件关键要素提取模块02，用于根据开关重合闸信息、母线停电的关键要素及从回路及连接点台账管理模块05提取的回路编号及连接点编号，生成回路停电事件和连接点停电事件输出至停电事件库；

停电事件库模块06用于通过将回路停电事件与连接点停电事件进行关联来生成停电事件清单，并存储停电事件清单；为了提高停电事件清单中数据的准确性，在本发明实施例中，还设有停电事件库维护模块07，这样通过停电事件库维护模块07可以根据停电事件对所述停电事件清单进行正确性分析和修正，具体来说，可以是通过辅助人工分析决策的方式来对停电事件清单进行修正和正确性分析。

输变电系统可靠性统计分析模块08用于：

根据回路及连接点台账管理模块05中的主设备回路信息和物理连接点信息，以及，所停电事件库模块06中的停电事件清单，计算各电压等级的主设备回路可靠性指标及物理连接点的可靠性指标，并生成全网停电严重性指标及综合风险评估结果，以及，生成输变电系统可靠性分析报告。

由上可以看出，在本发明实施例中，引入了主设备回路的概念和物理连接点的概念，主设备回路是由变压器、线路、母线的最小运维检修单元组组成，通过主设备回路的输变电可靠性指标分析，能够体现网架结构坚强程度，并检验运行维护策略制定的科学性、合理性，实现可靠性评价与运维管理的高度融合；由于通过本发明实施例，增加了网架结构坚强程度的评价指标和供电连续性的评价指标；此外，根据物理连接点连接的输电网主体的不同，将物理连接点分为发输连接点、输配连接点、用户连接点及互联连接点，然后通过物理连接点可靠性指标计算来实现输电网网架、设备综合作用下的输变电系统的可靠性评价；这样，可以使输变电系统可靠性统计评价结果更加的完整和准确，进而也就解决了现有技术中无法整体评价输变电系统的可靠性水平的问题。

此外，本发明实施例通过与SCADA系统、PMS系统、地调系统和调度日志系统建立数据连接，自动辨识主设备回路、物理连接点，重点加强停电事件提取及修正处理过程，实现停电事件中相关数据信息的自动采集，从而大大降低了人工建模工作量，提高数据源的准确性及一致性，最终实现提高输变电系统可靠性统计评价的工作效率的目的。

进一步的，在本发明实施例中，回路设备组及连接点确定模块04具体可以包括母线回路确定单元、变电回路确定单元、输电回路确定单元、发输连接点确定单元、输配连接点确定单元、用户连接点确定单元和互联连接点确定单元，具体的：

母线回路确定单元用于除输变电系统内一次接线模式为线变组的接线不属于母线回路以外，在其余的母线类型中，将同一变电站内、同一电压等级的所有母线和与母线直接相连的隔离开关，以及，独立连接到母线上的不单独构成回路的设备组划分为同一母线回路；

变电回路确定单元用于将变压器本体及变压器与各侧断路器之间的变电设备组划分为变电回路；变电设备组不包括母线侧隔离开关；

输电回路确定单元用于将输电线路本体及其与各侧所接变电站母线回路连接点之间的设备组合划分为输电回路；本发明实施例中，输电线路本体及其与各侧所接变电站母线回路连接点之间的输电设备组不包括母线侧隔离开关。

发输连接点确定单元用于当物理连接点用于连接输电系统与发电系统，为发电系统提供接收电能时，将物理连接点划分为发输连接点；

输配连接点确定单元用于当物理连接点用于连接输电系统与配电系统，为配电系统提供电能供给功能时，将物理连接点划分为输配连接点；

用户连接点确定单元用于当物理连接点用于连接输电系统与用户，为用户提供电能供给功能时，将物理连接点划分为用户连接点；

互联连接点确定单元用于当物理连接点用于连接评价输电系统与其他输电系统，为其他系统提供电能输入输出功能时将物理连接点划分为互联连接点。

此外，在本发明实施例中，输变电系统可靠性统计分析模块08具体可以包括：回路指标计算单元和连接点停电影响计算单元，其中：

回路指标计算单元、用于分别计算各、主设备回路的输变电可靠性指标；连接点停电影响计算单元用于计算物理连接点的可靠性指标；回路指标计算单元包括折算系数生成组件，折算系数生成组件用于根据停电事件造成的述主设备回路功能的丧失程度计算主设备回路的折算系数，包括：

获取逻辑回路中的变电回路总侧数、输电回路总侧数N及母线回路连接总回路数NF，获取变电回路、输电回路每次停电事件的实际停电次数nr，获取母线回路停电造成的连接实现回路数nt；

判断逻辑回路功能是否丧失，若所述逻辑回路功能整体丧失，则统计逻辑回路折算系数为s＝1；

若变电回路、输电回路功能部分丧失，则变电回路和输电回路任一侧停运时，则统计所述变电回路、输电回路的折算系数s为：s＝nr/(N-1)；

若母线回路功能部分丧失，则母线回路中任一条母线停运时，则统计母线回路的折算系数s为：s＝nt/NF；

折算系数用于在根据统计事件过程中计算停电次数、停电负荷、停电电量生成指标计算结果时作为计算参数。

在本发明实施例所提供的实施例中，仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。