基于ER和前景理论的配电网安全评估与溯源方法及系统

本发明涉及一种基于er和前景理论的配电网安全评估与溯源方法及系统，属于电力。

背景技术：

1、随着分布式光伏、电动汽车及柔性负荷等新型主体的大规模接入，配电网潮流双向流动特征日益明显，源荷双侧随机波动性增强，运行状态的不确定性、波动性与耦合性显著增强。在多源扰动叠加与局部风险演化加速的复杂场景下，传统面向单时刻、单层级的安全评估方法已难以满足复杂工况下的安全态势感知与风险传播辨识需求。

2、配电网安全评估的核心，在于围绕既定安全等级集，将表征电压水平、负载状态、供电可靠性等运行特征的多维指标映射为安全状态证据，并通过一定的融合机制获得评估对象的安全等级与风险水平。然而，现有方法多以单一对象或扁平化系统为分析单元，未充分挖掘设备—馈线—网络之间的多层级关联与传导关系，且对不同评估对象在结构承载与业务敏感性上的异质性考虑不足。同时，现有指标融合权重多依赖主观经验或静态统计特征，难以处理复杂场景下监测数据的冲突证据、不完全信息与噪声扰动，从而降低评估精度。此外，现有方法缺少数据可靠性与运维决策风险偏好相耦合的评价映射机制，对小概率、高损失事件的感知能力不足。更关键的是，现有方法在整体风险表征与局部风险溯源之间缺乏闭环联动机制，难以将网络整体告警结果分解并映射到馈线、设备等具体风险载体上，无法实现评估结果向溯源诊断的有效传导。因此，亟需构建一种能够兼顾动态安全评估与风险溯源的配电网安全评估方法及系统，实现由整体风险到局部风险源的精准定位。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于er和前景理论的配电网安全评估与溯源方法及系统。

2、本发明的一种基于er和前景理论的配电网安全评估与溯源方法，包括如下步骤：

3、s1：构建覆盖设备层—馈线层—网络层的层级化安全评估指标体系；设备层选取设备负载率、配变正反向重过载频次及时长、并网点电压合格率表征单台设备运行压力与局部电压质量；馈线层选取馈线负载率、功率倒送风险水平、馈线电压偏移程度刻画馈线多节点耦合潮流扰动风险；网络层选取最大供电能力、电压越限频次、负载均衡度衡量全网整体供电安全裕度；

4、s2：构建改进er两阶段评估架构，第一阶段对单对象内各指标生成的基本概率分配bpa，利用指标重要性系数、证据可靠性系数完成双重修正，采用改进er规则融合得到单一对象安全等级信度分布；第二阶段分别计算设备、馈线的结构重要度与业务重要度，经权重融合系数耦合得到综合层级权重，对下层评估信度做强度折扣后作为子证据，自下而上逐级er聚合，得到馈线层、网络层整体安全等级信度分布；

5、s3：搭建马尔可夫预测耦合自适应前景理论的动态评估模型，以四级安全等级构建马尔可夫链状态空间，依托状态转移概率矩阵预测下一时刻安全等级分布并计算风险演化趋势因子；结合当前静态期望效用与预测期望效用、趋势敏感系数动态更新评估参考点；聚合底层指标可靠性得到综合置信度，自适应调整前景理论概率权重函数曲率参数，数据可靠性越低则放大小概率高损失事件权重，结合价值函数求解各层级综合安全前景值；

6、s4：建立前景价值分解式两级闭环溯源机制，当网络层综合安全前景值低于预警阈值时，以理想安全基准前景值计算各下层单元风险贡献度；先执行网络—馈线溯源筛选超阈值风险馈线，再对每条风险馈线执行馈线—设备溯源定位风险设备，完成全网到单设备的逆向风险定位，形成评估预警与风险溯源联动闭环。

7、进一步的，步骤s1中设备负载率为设备实时负载与额定容量的比值；配变正反向重过载频次统计日内潮流切换至重过载的跃迁次数，重过载持续时长为评估窗口内负载率超阈值的累计时长；并网点电压合格率为窗口内电压落在允许偏差区间的时长占比。

8、进一步的，步骤s1馈线层功率倒送风险水平基于馈线首端反向有功功率构建效用函数，通过风险偏好系数放大大功率倒送工况的风险权重；馈线电压偏移程度为馈线全部节点电压相对基准电压的整体偏移量化指标。

9、进一步的，步骤s1网络层最大供电能力为n-1安全约束下全网主变最大可承载负荷总和；负载均衡度采用各馈线负载率的均方根差表征全网负荷分配不均匀程度。

10、进一步的，步骤s2中改进er融合规则对多组修正bpa进行合成，对低可靠性冲突证据进行折扣弱化，对高可靠一致证据进行累积强化，融合后经归一化输出各安全等级置信分布。

11、进一步的，步骤s2中综合层级权重由结构重要度与业务重要度加权融合得到，结构重要度依托设备额定容量、馈线峰值负荷表征拓扑关键程度，业务重要度依托负荷敏感系数表征供电业务的可靠性需求。

12、进一步的，步骤s3动态参考点更新规则为：风险演化趋势因子小于0代表风险恶化，抬高动态参考点提升评估敏感度；趋势因子大于等于0代表风险平稳或向好，动态参考点向预设安全基准逐步回落。

13、进一步的，步骤s3自适应曲率调整逻辑为：综合置信度下降时概率权重函数曲率减小，增强对尾部极端风险的感知，实现监测数据越模糊，评估结果越保守的防御评估逻辑。

14、进一步的，步骤s4风险贡献度用于量化下层单元造成上层系统安全前景值下降的程度，风险贡献度高于对应判别系数阈值的馈线、设备判定为风险源，判别系数可根据运维场景灵活调整溯源灵敏度。

15、一种基于er和前景理论的配电网安全评估与溯源系统，包括：

16、数据采集子模块，用于采集设备层、馈线层、网络层三层的遥测、遥信多源运行数据并完成数据预处理；

17、指标计算与bpa生成子模块，用于计算设备层、馈线层、网络层各层级安全评估指标，并通过隶属度函数映射生成各安全等级对应的基本概率分配bpa；

18、证据修正与er融合子模块，用于基于指标重要性系数、证据可靠性系数对bpa进行修正，采用改进er规则融合得到评估对象安全等级信度分布；

19、多层级聚合子模块，用于基于结构重要度与业务重要度构建综合层级权重，将下层评估结果作为子证据，自下而上逐级聚合得到上层评估信度分布；

20、马尔可夫预测子模块，用于依托安全等级状态转移概率矩阵预测下一时刻安全等级分布，计算风险演化趋势因子；

21、动态参考点更新子模块，用于根据风险演化趋势因子动态更新安全评估动态参考点；

22、自适应前景评分子模块，用于以底层指标综合置信度自适应调整前景理论概率权重函数曲率参数，结合价值函数计算各层级评估对象综合安全前景值；

23、风险溯源子模块，用于基于前景价值分解计算下层单元风险贡献度，执行网络—馈线、馈线—设备两级溯源判别，定位关键风险馈线与风险设备；

24、结果输出子模块，用于输出设备层、馈线层、网络层各层级综合安全前景值、安全等级判定结果、风险溯源定位结果；

25、通信子模块，用于将安全评估数据、风险预警信息、溯源定位结果上传至调度中心。

26、借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

27、1、现有方法多以单一对象或扁平化系统为分析单元，未充分挖掘设备—馈线—网络的多层级关联与传导关系，且对评估对象结构与业务异质性考虑不足，导致复杂不确定环境下安全状态评估的稳健性不足。因此，本发明构建覆盖设备层、馈线层、网络层的层级化安全评估指标体系，将运行观测映射为安全等级证据；进而提出计及指标重要性、证据可靠性以及结构/业务异质性的多层级er融合框架，在指标融合阶段对同一对象内多指标证据进行重要性与可靠性双重修正，在层级聚合阶段引入结构重要度与业务重要度构建综合层级权重，实现由设备层到馈线层、再到网络层自下而上的稳健量化评估。

28、2、现有方法的融合权重多依赖主观经验或静态统计特征，难以处理冲突证据、不完全信息与噪声扰动；且缺少数据可靠性与风险偏好相耦合的映射机制，仅给出静态评估结果，对风险恶化趋势及小概率高损失事件的感知能力不足。因此，本发明构建基于马尔可夫演化与置信度自适应前景理论的动态量化机制。一方面，利用马尔可夫链刻画安全等级随时间的转移规律并实现短期趋势预测，构建风险驱动的动态参考点，将风险恶化趋势转化为更严格的评估基准；另一方面，将多源证据融合得到的综合置信度映射为前景理论概率权重函数的曲率参数，在数据质量下降时自动放大小概率高风险事件的决策权重，形成“数据越模糊、评估越保守”的防御逻辑，从而增强对风险恶化趋势和小概率严重事件的感知能力。

29、3、现有方法在整体风险表征与局部风险溯源之间缺乏闭环联动，无法将网络整体告警结果分解并映射到具体馈线、设备，难以实现由宏观态势感知到微观故障定位的贯通。因此，本发明提出基于前景价值分解的两级风险溯源方法，以综合安全前景值的下降幅度构建风险贡献度指标，建立网络—馈线与馈线—设备两级溯源判别规则，实现自下而上的层级评估与自上而下的逆向诊断的闭环统一，为配电网主动防御与精益运维提供方法支撑。

30、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。