海上风电送出系统方案的故障风险评估方法、装置和设备与流程

本技术涉及海上风电输电系统规划与评估，尤其涉及一种海上风电送出系统方案的故障风险评估方法、装置和设备。

背景技术：

1、海上风电是可再生能源电力系统发展的重点方向，随着近海资源逐步开发完毕，海上风电建设正加速向深远海推进。海上风电送出系统是连接海上风电场与陆上电网的关键环节，其可靠性直接影响风电并网的安全稳定运行。

2、随着离岸距离增大、水深增加，海上风电送出系统的故障风险呈现显著变化趋势：输电线路（如海缆）的长度增加导致其故障概率上升，深远海极端海况频发导致抢修窗口期缩短，离岸距离远导致故障修复时间延长等。此外，不同送出方案在各类故障下的表现存在显著差异。因此，为保证海上风电送出系统工程投运后长期安全可靠运行，对海上风电送出系统这类方案的故障风险进行科学量化评估，是工程规划方案比选阶段的关键环节。

3、现有技术中，对海上风电送出系统的故障风险评估通常采用可靠性计算方法（如故障树分析、状态枚举法、蒙特卡洛模拟等），这些方法需要输入大量精确的设备故障率、修复时间、主回路参数等基础参数。但在项目前期规划、方案比选阶段，各类海上风电送出系统备选方案的主回路参数尚未确定，电力设备选型也未开展，难以获取上述精准数据。若直接套用现有可靠性计算方法，不仅不具备计算条件，还会因参数估计偏差过大而导致风险评估结果失去参考价值。

技术实现思路

1、本技术提供了一种海上风电送出系统方案的故障风险评估方法、装置和设备，用于解决现有对海上风电送出系统方案的故障风险评估方式因无法获取精准基础数据，导致风险评估结果不准确的技术问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、一方面，提供了一种海上风电送出系统方案的故障风险评估方法，包括以下步骤：

4、获取海上风电送出系统的场景工程参数、由数个备选送出方案构成的方案集和由数个故障模式构成的故障库，每个所述故障模式包括故障类型和与所述故障类型对应的故障数据；

5、根据所述场景工程参数对每种所述故障类型的所述故障数据进行修正，得到修正后的故障规则数据；

6、获取每个所述备选送出方案按每种所述故障类型发生故障的方案故障耐受数据；根据每个所述备选送出方案的所述方案故障耐受数据，确定对应所述备选送出方案的故障敏感性评分；

7、根据所有所述故障规则数据和每个所述备选送出方案的所有所述故障敏感性评分计算，得到与每个所述备选送出方案对应的综合故障风险评分；根据所述综合故障风险评分，确定与所述备选送出方案对应的故障风险评估结果。

8、可选的，该海上风电送出系统方案的故障风险评估方法，还包括：根据每种所述故障类型的所述故障规则数据和每个所述备选送出方案的所述故障敏感性评分计算，得到每种所述故障类型对每个所述备选送出方案的风险贡献数据；根据每个所述备选送出方案的所有风险贡献数据，确定所述海上风电送出系统采用对应所述备选送出方案运行影响可靠性的故障类型。

9、可选的，所述场景工程参数包括所述海上风电送出系统的离岸距离、平均水深和年极端天气频率，所述故障数据包括基准影响程度、基准故障概率等级和基准修复难度等级；根据所述场景工程参数对每种所述故障类型的所述故障数据进行修正，得到修正后的故障规则数据包括：

10、根据所述离岸距离，确定离岸距离修正系数；根据所述平均水深，确定水深修正系数；根据所述年极端天气频率，确定极端天气修正系数；

11、根据所述水深修正系数、所述极端天气修正系数和每种所述故障类型的所述基准故障概率等级计算，得到与每种所述故障类型对应修正后的故障概率等级；

12、根据所述离岸距离修正系数、所述水深修正系数、所述极端天气修正系数和每种所述故障类型的所述基准修复难度等级计算，得到与每种所述故障类型对应修正后的修复难度等级；

13、其中，所述故障规则数据包括基准影响程度、故障概率等级和修复难度等级。

14、可选的，所述方案故障耐受数据包括冗余配置分值、恢复速度分值和二次风险分值；根据每个所述备选送出方案的所述方案故障耐受数据，确定对应所述备选送出方案的故障敏感性评分包括：

15、获取所述海上风电送出系统的冗余配置权重系数、恢复速度权重系数和二次风险权重系数；

16、根据所述备选送出方案按所述故障类型发生故障的所述冗余配置分值、所述恢复速度分值、所述二次风险分值、所述冗余配置权重系数、所述恢复速度权重系数和所述二次风险权重系数计算，得到对应所述备选送出方案按对应所述故障类型发生故障的故障敏感性评分。

17、可选的，根据所有所述故障规则数据和每个所述备选送出方案的所有所述故障敏感性评分计算，得到与每个所述备选送出方案对应的综合故障风险评分包括：根据所有所述故障规则数据和每个所述备选送出方案的所有所述故障敏感性评分采用综合故障风险评分公式计算，得到与每个所述备选送出方案对应的综合故障风险评分；所述综合故障风险评分公式为：

18、；

19、式中，rj为第j个备选送出方案的综合故障风险评分，

λi'为第i种故障类型的故障概率等级，τi'为第i种故障类型的修复难度等级，σi0为第i种故障类型的基准影响程度，si，j为第i种故障类型对第j个备选送出方案的故障敏感性评分。

20、另一方面，提供了一种海上风电送出系统方案的故障风险评估装置，包括：数据获取模块、场景修正故障数据模块、故障敏感分析模块和风险评估模块；

21、所述数据获取模块，用于获取海上风电送出系统的场景工程参数、由数个备选送出方案构成的方案集和由数个故障模式构成的故障库，每个所述故障模式包括故障类型和与所述故障类型对应的故障数据；

22、所述场景修正故障数据模块，用于根据所述场景工程参数对每种所述故障类型的所述故障数据进行修正，得到修正后的故障规则数据；

23、所述故障敏感分析模块，用于获取每个所述备选送出方案按每种所述故障类型发生故障的方案故障耐受数据；根据每个所述备选送出方案的所述方案故障耐受数据，确定对应所述备选送出方案的故障敏感性评分；

24、所述风险评估模块，用于根据所有所述故障规则数据和每个所述备选送出方案的所有所述故障敏感性评分计算，得到与每个所述备选送出方案对应的综合故障风险评分；根据所述综合故障风险评分，确定与所述备选送出方案对应的故障风险评估结果。

25、可选的，该海上风电送出系统方案的故障风险评估装置还包括风险贡献分析模块，所述风险贡献分析模块用于根据每种所述故障类型的所述故障规则数据和每个所述备选送出方案的所述故障敏感性评分计算，得到每种所述故障类型对每个所述备选送出方案的风险贡献数据；根据每个所述备选送出方案的所有风险贡献数据，确定所述海上风电送出系统采用对应所述备选送出方案运行影响可靠性的故障类型。

26、可选的，所述场景工程参数包括所述海上风电送出系统的离岸距离、平均水深和年极端天气频率，所述故障数据包括基准影响程度、基准故障概率等级和基准修复难度等级；所述场景修正故障数据模块包括修正系数子模块、故障概率子模块和修复难度子模块；

27、所述修正系数子模块，用于根据所述离岸距离，确定离岸距离修正系数；根据所述平均水深，确定水深修正系数；根据所述年极端天气频率，确定极端天气修正系数；

28、所述故障概率子模块，用于根据所述水深修正系数、所述极端天气修正系数和每种所述故障类型的所述基准故障概率等级计算，得到与每种所述故障类型对应修正后的故障概率等级；

29、所述修复难度子模块，用于根据所述离岸距离修正系数、所述水深修正系数、所述极端天气修正系数和每种所述故障类型的所述基准修复难度等级计算，得到与每种所述故障类型对应修正后的修复难度等级；

30、其中，所述故障规则数据包括基准影响程度、故障概率等级和修复难度等级。

31、可选的，所述方案故障耐受数据包括冗余配置分值、恢复速度分值和二次风险分值；所述故障敏感分析模块还用于获取所述海上风电送出系统的冗余配置权重系数、恢复速度权重系数和二次风险权重系数；根据所述备选送出方案按所述故障类型发生故障的所述冗余配置分值、所述恢复速度分值、所述二次风险分值、所述冗余配置权重系数、所述恢复速度权重系数和所述二次风险权重系数计算，得到对应所述备选送出方案按对应所述故障类型发生故障的故障敏感性评分。

32、再一方面，提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；

33、所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

34、所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的海上风电送出系统方案的故障风险评估方法。

35、该海上风电送出系统方案的故障风险评估方法、装置和设备，该海上风电送出系统方案的故障风险评估方法包括获取海上风电送出系统的场景工程参数、由数个备选送出方案构成的方案集和由数个故障模式构成的故障库，每个故障模式包括故障类型和与故障类型对应的故障数据；根据场景工程参数对每种故障类型的故障数据进行修正，得到修正后的故障规则数据；获取每个备选送出方案按每种故障类型发生故障的方案故障耐受数据；根据每个备选送出方案的方案故障耐受数据，确定对应备选送出方案的故障敏感性评分；根据所有故障规则数据和每个备选送出方案的所有故障敏感性评分计算，得到与每个备选送出方案对应的综合故障风险评分；根据综合故障风险评分，确定与备选送出方案对应的故障风险评估结果。

36、从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：该海上风电送出系统方案的故障风险评估方法通过基于场景工程参数修正的故障规则数据与计算得到每个备选送出方案每种故障类型的故障敏感性评分相结合，量化不同备选送出方案在冗余配置、恢复速度、二次风险等故障耐受能力上的差异，最终输出备选送出方案的故障风险评估结果，提高备选送出方案风险评估的准确性，解决了现有对海上风电送出系统方案的故障风险评估方式因无法获取精准基础数据，导致风险评估结果不准确的技术问题。

37、该海上风电送出系统方案的故障风险评估装置通过数据获取模块、场景修正故障数据模块、故障敏感分析模块和风险评估模块采用基于场景工程参数修正的故障规则数据与计算得到每个备选送出方案每种故障类型的故障敏感性评分相结合，量化不同备选送出方案在冗余配置、恢复速度、二次风险等故障耐受能力上的差异，最终输出备选送出方案的故障风险评估结果，提高备选送出方案风险评估的准确性。