一种基于电网融合反馈的配电网自愈能力评估方法及系统与流程

本发明涉及电力系统，具体是涉及一种基于电网融合反馈的配电网自愈能力评估方法及系统。

背景技术：

1、配电网是电力系统连接发电侧与用户侧的关键环节，其供电可靠性直接关系到经济的稳定运行和用电保障。自愈能力作为智能配电网的核心特征，能够在故障发生后自动完成故障定位、隔离与非故障区域恢复供电，最大限度减少停电时间与范围。精准、全面的配电网自愈能力评估，是科学指导配电网规划建设、优化运行维护策略、提升电网抗灾能力与应急响应水平的核心依据。

2、目前对于配电网自愈能力评估还存在着无法对配电网结构进行准确分析，无法针对传统配电网一次网架灵活性不足、二次系统建设相对滞后、一二次系统协同机制不完善等问题，进行适应性调整，现有技术仅关注一次设备的电气特性与故障隔离能力，完全忽略二次保护设备、通信网络对自愈过程的关键支撑作用，仅构建配电网一次拓扑图，未融合二次设备拓扑与节点映射关系，导致评估模型与电网实际运行结构存在偏差，未根据不同区域的电气特性、通信质量与设备配置进行差异化划分，往往需要对每个配电节点进行检测评估，数据量较大，影响了配电网自愈能力评估效率。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种基于电网融合反馈的配电网自愈能力评估方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的无法对配电网结构进行准确分析，无法针对传统配电网一次网架灵活性不足、二次系统建设相对滞后、一二次系统协同机制不完善等问题，进行适应性调整，现有技术仅关注一次设备的电气特性与故障隔离能力，完全忽略二次保护设备、通信网络对自愈过程的关键支撑作用，仅构建配电网一次拓扑图，未融合二次设备拓扑与节点映射关系，导致评估模型与电网实际运行结构存在偏差，未根据不同区域的电气特性、通信质量与设备配置进行差异化划分，往往需要对每个配电节点进行检测评估，数据量较大，影响了配电网自愈能力评估效率。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于电网融合反馈的配电网自愈能力评估方法，包括：

4、获取配电网信息，所述配电网信息包括配电网覆盖区域信息和配电网设备信息；

5、根据配电网信息，基于数据预处理，获取评估基础数据集；

6、根据评估基础数据集中的一次建设信息和二次建设信息，基于协同分析，构建综合拓扑图；

7、根据综合拓扑图，对配电网进行区域划分，获取子区域信息；

8、根据子区域信息，获取每个子区域对应的标定节点信息；

9、根据综合拓扑图，将子区域中任意两个相邻的标定节点间隔的拓扑连接段作为配电区段，获取配电区段信息；

10、根据配电区段信息，将配电区段对应的覆盖系数的均值作为子区域的覆盖系数；

11、根据子区域信息和覆盖系数，进行配电网自愈能力评估。

12、优选的，所述根据配电网信息，基于数据预处理，获取评估基础数据集，具体包括：

13、根据配电网信息，获取一次建设信息和二次建设信息，所述一次建设和二次建设表示配电网的不同建设阶段；

14、根据一次建设信息，获取对应的一次设备、设备的负荷、开关状态及设备动作执行时间；

15、根据二次建设信息，获取二次设备的保护动作信号、故障录波数据、终端在线率及通信时延数据；

16、根据配电网信息，获取历史故障数据，所述历史故障数据包括故障发生时间、故障类型、故障位置及故障处理时长数据；

17、基于3准则，对采集到的所有原始数据进行异常值剔除处理；

18、对处理后的数据进行时间对齐，以1分钟为采样间隔，将所有数据统一至同一时间轴；

19、对时间对齐后的数据进行标准化处理，获取评估基础数据集。

20、优选的，所述根据评估基础数据集中的一次建设信息和二次建设信息，基于协同分析，构建综合拓扑图，具体包括：

21、基于一次建设信息中的一次设备信息，将设备作为拓扑节点，获取对应的第一节点信息及节点连接关系；

22、根据提取的第一节点信息及节点连接关系，构建配电网一次拓扑图；

23、基于二次建设信息中的二次设备信息，将设备作为拓扑节点，提取二次建设对应的第二节点信息及节点连接关系；

24、根据提取的第二节点信息及节点连接关系，构建配电网二次拓扑图；

25、根据配电网信息，获取第一节点与第二节点对应的节点映射关系，所述节点映射关系表示配电网在进行二次建设时的第二节点与第一节点的节点连接关系；

26、根据节点映射关系，将配电网一次拓扑图与配电网二次拓扑图融合，获取综合拓扑图。

27、优选的，所述根据综合拓扑图，对配电网进行区域划分，获取子区域信息，具体包括：

28、根据节点映射关系，将综合拓扑图中存在节点映射关系的第一节点作为第一特征节点，将节点映射关系中第一特征节点对应的第二节点作为第二特征节点；

29、根据一次设备信息，获取其中的开关设备信息，所述开关设备用于对配电网进行开关断路；

30、基于开关设备信息，将开关设备对应的第一节点作为标定节点；

31、根据综合拓扑图，以任意两个相邻的标定节点为基础，获取这两个标定节点之间间隔的拓扑节点；

32、根据标定节点之间间隔的拓扑节点，将其中的第一特征节点数与间隔的拓扑节点总数的比值作为覆盖系数；

33、根据标定节点，将所有相邻的标定节点的覆盖系数的均值作为基准覆盖系数；

34、将基准覆盖系数作为通信距离的权重系数，基于归一化约束，获取电气距离的权重系数；

35、根据配电网信息，获取任意两个拓扑节点之间的电气距离和通信距离；

36、根据任意两个拓扑节点的电气距离、通信距离和对应的权重系数，获取这两个拓扑节点的关联系数；

37、根据关联系数，对配电网进行区域划分，获取子区域信息。

38、优选的，所述根据关联系数，对配电网进行区域划分，获取子区域信息，具体包括：

39、以任意一个标定节点为目标节点，将目标节点相邻的两个标定节点作为该目标节点的关联标定节点；

40、根据综合拓扑图中所有相邻的标定节点的覆盖系数，获取覆盖系数标准差；

41、将覆盖系数标准差与基准覆盖系数的比值作为关联偏差系数；

42、设置基础关联阈值；

43、将1与关联偏差系数的差值与基础关联阈值的乘积，作为关联阈值；

44、根据目标节点与关联标定节点的关联系数的差值和关联阈值，判断关联标定节点是否为同一类节点，获取节点分类信息；

45、其中，若目标节点与关联标定节点的关联系数的差值未超出关联阈值，则将目标节点对应的两个关联标定节点划分为同一类节点；

46、根据节点分类信息，将同一类标定节点对应的配电网区域划分为同一区域，将同一类标定节点的关联系数的均值作为该区域的基准关联系数，获取子区域信息。

47、优选的，所述根据子区域信息和覆盖系数，进行配电网自愈能力评估，具体包括：

48、根据子区域信息中的基准关联系数与覆盖系数的乘积作为区域平衡系数；

49、将每个子区域对应的区域平衡系数与1的差值的绝对值作为该子区域的评估需求系数；

50、基于配电网自愈评估需求，设置配电区段数阈值，所述配电区段数阈值表示配电网自愈评估时允许的最小配电区段数；

51、根据子区域对应的配电区段信息，将每个子区域的配电区段总数与评估需求系数的乘积作为该子区域的配电评估区段数；

52、其中，若子区域的配电评估区段数小于配电区段数阈值，则将配电区段数阈值作为该子区域的配电评估区段数；

53、根据配电区段对应的关联系数，将子区域的配电区段按关联系数从小到大的顺序进行排序，获取配电区段次序信息；

54、基于配电区段评估数和配电区段次序信息，选取出每个子区域对应的配电评估区段；

55、根据配电评估区段，获取每个子区域的配电网自愈评分。

56、优选的，所述根据配电评估区段，获取每个子区域的配电网自愈评分，具体包括：

57、根据配电评估区段，获取配电评估区段对应的配电负荷；

58、根据配电网信息，基于开关设备设计，获取开关设备对应的保护动作时间、通信延时时间和动作执行时间；

59、将保护动作时间、通信延时时间与动作执行时间的和作为故障隔离时间；

60、根据评估基础数据集，获取配电评估区段对应的历史故障数据；

61、基于每个配电评估区段对应的历史故障数据，获取该配电评估区段对应的可恢复负荷比例；

62、根据历史故障数据，将每个配电评估区段对应的历史故障检出次数与历史故障总次数的比值作为故障检出率；

63、基于配电网自愈评估需求，设置故障隔离时间、可恢复负荷比例和故障检出率对应的权重系数；

64、根据故障隔离时间、可恢复负荷比例、故障检出率和对应的权重系数，基于加权求和，获取每个配电评估区段对应的配电网自愈评分；

65、根据配电评估区段对应的配电负荷，获取每个子区域的配电网自愈评分。

66、进一步的，提出一种基于电网融合反馈的配电网自愈能力评估系统，用于实现如上述的评估方法，包括：

67、主控制模块，所述主控制模块用于根据综合拓扑图，将子区域中任意两个相邻的标定节点间隔的拓扑连接段作为配电区段，获取配电区段信息，基于配电区段评估数和配电区段次序信息，选取出每个子区域对应的配电评估区段，根据配电评估区段，获取每个子区域的配电网自愈评分；

68、信息获取模块，所述信息获取模块用于获取配电网信息，所述配电网信息包括配电网覆盖区域信息和配电网设备信息，根据配电网信息，基于数据预处理，获取评估基础数据集；

69、拓扑分析模块，所述拓扑分析模块用于根据提取的第一节点信息及节点连接关系，构建配电网一次拓扑图，根据提取的第二节点信息及节点连接关系，构建配电网二次拓扑图，根据节点映射关系，将配电网一次拓扑图与配电网二次拓扑图融合，获取综合拓扑图；

70、显示模块，所述显示模块与主控制模块交互，用于输出显示配电网信息、综合拓扑图、子区域信息、配电区段信息和配电网自愈评分。

71、可选的，所述主控制模块，具体包括：

72、控制单元，所述控制单元用于基于配电区段评估数和配电区段次序信息，选取出每个子区域对应的配电评估区段，根据配电评估区段，获取每个子区域的配电网自愈评分；

73、信息接收单元，所述信息接收单元与信息获取模块和拓扑分析模块交互，用于接收数据并传输至配电区段单元；

74、配电区段单元，所述配电区段单元用于根据综合拓扑图，将子区域中任意两个相邻的标定节点间隔的拓扑连接段作为配电区段，获取配电区段信息。

75、可选的，所述信息获取模块，具体包括：

76、第一获取单元，所述第一获取单元用于获取配电网信息，所述配电网信息包括配电网覆盖区域信息和配电网设备信息；

77、第二获取单元，所述第二获取单元用于根据配电网信息，基于数据预处理，获取评估基础数据集。

78、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

79、本发明提出一种基于电网融合反馈的配电网自愈能力评估方法及系统，通过配电网一次拓扑与二次拓扑的节点映射融合，计算配电区段覆盖系数，实现了二次设备对一次设备监测覆盖程度的量化表征，通过构建了节点关联系数模型，实现了对配电网节点间电气耦合与通信关联特性的精准量化，通过基准覆盖系数与综合覆盖系数，实现了配电网子区域的自适应划分，通过区域平衡系数计算评估需求系数，动态确定各子区域的配电评估区段数量，在保证评估全面性的同时大幅提升了评估计算效率。