Operational Risk Assessment for Integrated Transmission and Distribution Networks

To satisfy the requirements of accurate operationalrisk assessment of integrated transmission and distribution networks (I-T&D), an integrated operational risk assessment (IORA) algorithm is proposed. Specific cases demonstrate thatan I-ORA is necessary because it provides accurate handlingof the coupling between transmission and distribution networks,accurate analysis of power supply mode (PSM) changes ofimportant users and helps to improve security and stability ofpower grid operations. Two key technical requirements in theI-ORA algorithm are realized, i.e., integrated topology analysisand integrated power flow calculation. Under a certain contingency, integrated topology analysis is used to assess the risksof substation power cuts, network split and PSM changes ofimportant users, while the integrated power flow calculation,based on the self-adaptive Levenburg-Marquard method andNewton method, can be implemented to assess risks of heavyload/overload and voltage deviation. In addition, the graphicsprocessing unit is used to parallelly process some computationintensive steps. Numerical experiments show that the proposedI-ORA algorithm can realize accurate assessment for the entireI-T&D. In addition, the efficiency and convergence are satisfying,indicating the proposed I-ORA algorithm can significantly benefitreal practice in the coordination operation of I-T&D in the future.

邮轮内装物资物流集配风险评估

为量化邮轮内装物资物流集配风险并科学配置管控资源,结合置信规则库和贝叶斯网络,用于解决具有不确定性和模糊性的风险评价信息.辨识影响邮轮内装物资物流集配的关键风险因素,多维度细化风险参数表达,基于风险参数结构及权重,建立包含置信度的规则库表示风险参数与风险状态之间的对应关系;融合模糊评价数据,利用贝叶斯推理技术,得出风险因素在风险状态上的置信度分布,引入效用函数实现概率值向精确值的转换,并得到风险因素的排序结果;通过敏感性分析验证该模型的逻辑性、适用性和准确性.结果表明:邮轮内装物资物流集配风险排序位列前三的分别为内装总包商对供应商及物流服务商监管不善、参与主体权责划分不明确、以及仓储设施不满足物资存放要求.

计及SOP参数优化的柔性配电网风险评估方法

为分析智能软开关(soft open point,SOP)连续调节能力对柔性配电网(flexible distribution network,FDN)风险的影响。首先,实现基于三点估计的FDN风险评估方法;采用三点估计法结合交直流交替迭代法和Gram-Charlier级数展开法进行FDN概率潮流计算,获得节点电压与支路有功功率的概率密度函数,使用越限偏移量结合风险偏好型效用函数构建严重度函数,根据风险评估理论建立并计算风险评估指标。其次,在此基础上,提出一种计及SOP参数优化的FDN风险评估方法;以系统总风险最低为目标,建立计及SOP参数优化的FDN风险评估模型,采用粒子群优化算法结合基于三点估计的FDN风险评估方法对其进行求解,用得到的结果去配置SOP,并对此FDN进行风险评估。以3个IEEE 33节点网络通过三端口SOP互联形成的FDN为例,验证了所提风险评估方法的有效性,分析了SOP连续调节能力以及不同接入位置对FDN风险的影响。

基于动态贝叶斯网络的医院骨科设备运行风险评估研究

目的:基于动态贝叶斯网络(DBN)构建风险识别模型,探讨其在医院骨科设备运行管理中的应用价值。方法:基于DBN模型识别骨科设备管理中的风险因素,建立风险评价指标集,对可能出现的风险因素进行预警和防范。选取2020年1月至2022年2月空军军医大学第二附属医院临床在用的12台骨科医疗设备,分别采用传统骨科设备质量运行管理方法(简称传统管理模式)和基于DBN的风险识别模型进行设备管理(简称DBN管理模式),比较两种管理模式的设备运行效果、风险发生率和治疗有效率。结果:采用DBN管理模式的设备开机运转效率和设备质量合格率分别为(93.54±4.05)%和(97.51±6.68)%,均高于传统管理模式,故障处理时长和设备零部件损坏率分别为(7.14±1.64)h和(0.48±0.11)%,均少于传统管理模式,其差异有统计学意义(t=8.862、8.228、32.994、73.047,P<0.05);采用DBN管理模式的479份设备使用资料、897例手术、300例设备消毒记录和500份设备日常检查记录中设备功能故障率、零部件破损率、清洁消毒不合格率和设备管理不当发生率分别为0.21%(1/479)、0.33%(3/897)、1.33%(4/300)和2.0%(10/500),均低于传统管理模式,其差异有统计学意义(χ^(2)=21.527、12.964、3.485、6.914,P<0.05);采用DBN管理模式的500例骨科医疗设备治疗有效率为97.8%(489/500),显著高于传统管理模式,其差异有统计学意义(χ^(2)=12.617,P<0.05)。结论:基于DBN的风险识别模型应用于医院骨科医疗设备管理,能够加强骨科设备管理质量,提升设备运行和治疗有效率,预防和规避设备风险。

计及设备健康指数的配电网节点脆弱性评估

节点脆弱性评估对配电网风险预警、安全运行具有关键作用。为此,提出了一种计及设备健康指数的配电网节点脆弱性评估方法。首先,从设备维度出发,基于全生命周期理论得到节点设备本身和网络中的健康指数,以此得到配电网节点脆弱性预评估方案;然后,针对配电网的辐射状特性,在系统维度下基于复杂网络理论和风险理论,提出了改进评估指标;接着,利用改进评估指标对设备维度下配电网节点脆弱性预评估方案进行再辨识,得到配电网节点脆弱性排序;最后,以IEEE 33节点配电系统为例,对算例结果进行分析,并与其他文献结果进行对比,验证了所提方法的合理性和可行性。

新能源风电并网对配电网运行风险的影响研究

新能源风电因具有清洁高效等优良特性而获得快速发展,但其功率的随机性会对配电网的运行风险造成较大的影响。在对新能源风电功率特性和风电并网后配电网潮流变化进行理论分析的基础上,提出了一种适应含新能源风电并网的配电网运行风险评估方法。建立含风电并网的配电网运行风险仿真计算模型,通过对风电不同并网容量和不同并网方式下运行风险的计算,获得了新能源风电并网对配电网运行风险的影响规律。研究成果可为新能源风电的并网优化及配电网运行风险的降低提供有效的参考和技术指导。

基于改进OPA模型的配电网综合停电风险评估方法

配电网综合故障往往是由连锁故障导致,加大了配电网综合停电风险评估的难度,因此提出基于改进OPA模型的配电网综合停电风险评估方法。建立基于直流潮流的改进OPA模型,模拟配电网连锁故障,以提高配电网综合停电风险评估;以风险价值、条件风险价值、负荷损失期望值为综合风险评估指标,利用改进OPA模型模拟配电网连锁故障,计算评估指标值,根据评估指标值完成配电网综合停电风险评估。实验证明:该方法可有效评估配电网综合停电风险,风力会提升停电风险;在不同线路改造力度与初始负荷水平时,该方法均可有效评估配电网综合停电风险。

一种基于故障树筛选的配电网停电风险评估方法

为加快配电网停电风险评估,降低自然灾害多发给配电系统和用户带来的损失,提出了基于事故树筛选的配电网停电风险评估方法。在灾害发生后,对评估区域利用事故树进行筛选,并利用提出的停电风险评估方法计算灾害影响下的停电风险。针对灾害发生前根据评估结果实施一定的应急补救措施可以减小受灾害影响的负荷量,提出了利用转供、启动自备电源和应急电源等措施来减小受灾害影响的负荷量,通过算例分析得出该方法能够快速评估出系统受灾害影响的风险值,并能通过事先实施相应的补救措施降低灾害影响的风险值,具有一定的应用价值。

基于组合权重和改进的MARCOS配电网设备风险评估方法

配电网设备风险评估对电力系统运行的安全性、稳定性和可靠性均具有重要意义。针对现有研究结果易受人为主观因素影响的问题,提出了基于组合赋权和改进的MARCOS配电网设备风险评估方法。首先,分别利用熵权法和CRITIC方法计算各指标权重,进而采用最小鉴别信息原理进行组合得到组合权重;然后利用改进的MARCOS方法,计算各待评估配电网设备的效用函数,根据效用函数值对各设备的风险程度进行排序;最后通过实例分析,验证了所提方法的有效性。该方法不受人为主观因素影响,充分利用原始数据特点,反映实际情况,因此所得结果更加客观,可信度更高。

计及风险损失的配电设备差异化运维策略优化

针对定期检修运维模式存在的运维资源分配不合理问题,提出了一种计及风险损失的配电设备差异化运维策略优化模型。首先以多源信息为输入,采用分层加权综合方法计算配电设备健康指数;然后利用故障后果模式分析法分析设备故障损失,以设备故障率和故障损失的乘积量化设备的风险水平;最后以检修成本和检修后系统风险损失加权和最小为目标,考虑有限运维资源约束,采用遗传算法求解配电设备的差异化运维策略。结合算例验证了模型有效性。

基于改进的AHP-CRITIC-MARCOS配电网设备风险评估方法

实现配电网设备风险的准确评估对提高配电网的可靠性有着重要意义。针对在不同权重下同时考虑多种风险因素的评估问题,提出了一种基于改进的AHP-CRITIC-MARCOS配电网设备风险评估方法。首先,针对配电网设备风险问题选取合适的评估指标。其次,用改进的AHP方法结合CRITIC方法计算各指标的主客观综合权重。最后,利用多准则决策中的MARCOS方法计算待评估配电网设备的效用函数,并根据其对各设备的风险程度进行排序。通过算例验证了所提方法的有效性,结果可以用于设备升级改造的精准选择以及提升配电网的可靠性。

极端暴雨灾害下城市配电网风险评估方法

极端暴雨灾害的频发可能导致城市配电网发生大停电事故。提出了一种极端暴雨灾害下城市配电网风险评估方法。首先,论述了暴雨灾害对城市配电网的影响机理。其次,对配电网供电区域进行网格化划分,基于二维水力学模型和比例风险模型,构建了极端暴雨灾害下直接、间接影响的城市配电网设备的综合时变失效模型。最后,采用适应失效概率变化的混合蒙特卡洛抽样法,分别从元件和系统角度提出了配电网运行风险指标,包括配电设备失效概率、配电网失负荷风险、电压越限风险和经济损失风险等。以改进的IEEE-33节点系统为例进行了算例分析,结果表明所提方法和指标能合理评估极端暴雨灾害下城市配电网的风险。

多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法

配电网运行风险状态的全面评估对电力系统的安全可靠运行具有重要意义。为此,综合考虑外部环境条件和内部电气参数,定义配电线路健康度和重要度,提出一种多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法。首先,健康度由外部环境信息分析,离散环境特征通过改进的关联规则挖掘(associationrulemining,ARM)方法处理,从而能深入探索和分析稀有因子,并通过部件关键度度量(component importance measure,CIM)优化元素相对权重计算方法,进一步提高诊断准确度,连续特征由分层概率模糊推理系统(hierarchical probabilistic fuzzy inference system,HPFIS)处理,分层结构的应用减少了运算复杂性,概率模糊能具体诊断连续特征中的罕见元素。其次,重要度由电气参数分析,利用二阶锥规划和启发式规则(second order cone programming and heuristic rules,SOCPHR)的配电网故障恢复模型求解故障失电后果,继而反映内部用户对供电可靠性需求的差异。基于以上,构建了ARM-CIM-HPFIS-SOCPHR(ACHS)评估模型,最后,通过对39节点和84节点实际配电系统进行仿真验证,描述了风险状态二维映射图。研究表明所提方法能有效评估配电网运行风险状态,便于检查和维护。

基于优劣解距离法的配电网典型性停电风险评估

当前,我国配电网中仍存在薄弱环节,运行风险较大。为保障配电网的安全可靠运行,提出了基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)的典型性停电风险评估方法。首先,参考国家电网相关规程,定义了典型性停电事故。其次,通过汇总分析相关运行故障数据,归纳其事故典型性成因的主要影响因素,并应用TOPSIS分析法建立指标评价体系,分别从装备水平、运行维护水平和网架结构水平等方面对配电网典型性停电风险进行量化评估。最后,针对某停电区域进行实例验证,结合实地调研工作,发掘该区域配电网的典型问题,为配电网的建设与改造提供科学依据。

计及检修计划的智能配电网运行风险等级划分定量分析方法

为解决计划检修导致配电网发生潮流越限和负荷损失等问题,提出了一种考虑检修计划的智能配电网运行风险等级划分定量分析方法 .首先,分析了检修计划对配电网安全运行的影响,从运维因素、外部因素、设备因素等三个方面建立智能配电网风险评估指标体系;其次,引入区间算法,采用了主客观混合评估方法进行指标赋权,并结合权重因子得到组合权重;再次,基于风险评估指标及其所占权重,获得了智能配电网运行风险值,并划分了运行风险等级,实现了对故障发生概率和影响后果的综合风险量化评估;最后,结合天津电网的年度运行数据,采用Ada-DT算法对其运行风险等级进行了相关分析,验证了本文所提配电网运行风险评估指标体系及等级划分方法的有效性.结果表明,所提方法可有效划分智能配电网运行风险等级,辨识配电网薄弱环节并给出针对性防控措施,为计划检修人员提供参考.

基于随机模糊的配电网故障停电风险评估方法

针对配电网结构日趋复杂导致的故障原因多样性与随机不确定性问题,提出一种基于随机模糊的配电网故障停电风险评估方法。相对于传统的配电网故障停电风险评估,该方法从数据驱动的维度通过对参数模型的随机模糊化更真实客观地描述一定区域内的故障累计概率;并针对电力用户日益增长的供电可靠性期望,通过熵权法综合考虑停电事故的故障等级、停电时长、敏感用户数和影响用户数等因素,对配电网故障进行风险评估。结果表明,采用随机模糊理论计算的故障次数概率分布可实现对配电网故障问题更加科学和全面的分析;通过熵权法确定的风险评估指标权重可为制定合理有效的故障抢修策略提供支撑,可为敏感用户制定应对方案,提高电力用户归属度。

基于AHP法和物元可拓法的配电网项目风险评估模型研究

面对不断增加的电网投资总额,要求电网企业加强电网的精准化投资,提高电网工程风险管控能力,以实现综合效益的最大化。本文以配电网项目为研究对象,从政策、技术、经济、用户4个维度设计了配电网项目风险评价指标体系,采用AHP法和物元可拓法,构建了配电网项目风险评价综合模型,选取A市配电网项目进行算例分析。结果表明,行业相关政策、电网网架情况、项目建设成本、项目内部收益率和静态投资回收期等风险评价信息直接决定了配电网项目的投资风险。该结论对有效提高配电网精准投资管理水平具有指导意义。

考虑数据潮流模型的配电网关键节点辨识

【目的】配电网关键节点发生故障时会造成较大的停电损失,对关键节点进行辨识并加强对它的监控具有重要意义。随着新型电力系统的建设,配电网拓扑变动越来越频繁使得系统档案无法及时更新,造成已知拓扑信息部分失效,这导致现有基于已知拓扑的关键节点辨识方法效果不佳。针对此问题,提出了一种考虑数据潮流模型的配电网关键节点辨识方法。【方法】首先建立了基于数据驱动的潮流模型,通过回溯上述模型生成配电网邻接矩阵,解决了拓扑信息部分失效问题;然后,基于复杂网络理论和电压灵敏度提出了改进节点度数和改进节点介数指标,并引入风险理论中的电压越限风险指标,从而构建了节点关键性评估指标集;最后,基于上述指标集建立数据驱动的配电网关键节点综合辨识模型,实现了配电网的关键节点辨识。【结果】利用改进的IEEE 33节点系统对方法进行验证,结果显示:基于数据潮流模型的邻接矩阵生成算法在迭代500次后趋于稳定,迭代800次后其生成的邻接矩阵准确率可达95%以上;与对比方法在拓扑已知条件下的辨识结果进行比较,关键性排名前四的节点辨识准确率为100%,关键性排名前十的节点辨识准确率为80%。【结论】结果表明:考虑数据潮流模型的配电网关键节点辨识方法在拓扑未知的情况下能够达到对比方法在拓扑已知情况下的关键节点辨识效果。

考虑设备状态转移的配电网检修优化建模与仿真

针对设备状态转移对电网运行风险影响的问题,深入研究了电网设备状态转移的过程,并提出了计及该因素的配电网检修优化模型。通过分析包括正常、轻度劣化、重度劣化与劣化故障四个状态在内的设备状态转移马尔科夫过程,构建了基于四状态马尔科夫过程的状态转移矩阵。同时,考虑到不同设备状态转移对电网运行方式的影响,还设计了检修计划最优前瞻时间及配电网检修优化模型。基于某地区电网数据构造的仿真算例表明,文中所提优化方法可有效防控执行期间因设备故障而造成的电网运行风险增大问题,进而提升电网供电的可靠性。