(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111603132.X (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 国家电网有限公司华 东分部 地址 200001 上海市黄浦区南京东路201号 申请人 国电南瑞科技股份有限公司 (72)发明人 郑义明　周毅　庞腊成　秦康平　 滕贤亮　孙近文　范栋琦　闪鑫　 李雷　王波　谢丽军　黄胜　 余飞翔　陆廷骧　沈维健　吴自博　 谈振宁　刘栋　滕书宇　彭宗明　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 许婉静 (51)Int.Cl. G06Q 10/00(2012.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 20/00(2019.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种台风气象环境电网设备故障处置预案 在线生成方法、 系统及存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种台风气象环境电网设备 故障处置预案在线生成方法、 系统及存储介质， 方法包括以下步骤： 基于大数据的台风气象环境 电网设备故障量化评估和故障预案在线智能生 成， 通过样本数据生成、 基于机器学习算法的风 险预测模型训练、 风险预测模型持久化、 电网设 备风险在线量化预警、 基于气象信息的N ‑m动态 故障集生成、 初始化方式数据合格率检查、 准稳 态时域仿真和潮流信息输出、 安控动作和辅助决 策信息输出、 在线形成故障预案。 本发明的方法 可为电网调度运行风险预控提供重要决策支持。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114266370 A 2022.04.01 CN 114266370 A 1.一种台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 对台风气象环境电网设备进行故障量 化评估， 具体包括以下步骤： 11)生成样本数据； 12)利用样本数据生成若干训练集， 采用机器学习算法对风险预测模型进行训练； 13)实时获取台风预报与实测信息， 并输入训练好的风险预测模型， 在线生成电网设备 风险预警信息； 14)根据步骤13)得到的电网设备风险预警信息， 生成基于气象信息的N ‑m预想故障集； 在线生成故障预案， 具体包括如下步骤： 21)选取初始运行 方式数据， 并进行 数据检查， 判断数据的可用性； 22)将初始运行方式数据、 N ‑m预想故障集作为输入数据， 采用电力时域仿真系 统进行 故障预案的中长期仿真 分析， 确定故障后受影响设备的范围； 23)根据N ‑m预想故障集信息， 确定预想故障发生后安控装置应采取的控制措施及控制 量； 根据步骤22)中设备故障后的稳态潮流信息及故障后受影响设备的范围， 如果存在设备 潮流不安全情况， 则输出辅助决策调控信息； 24)将步骤23)得到的安控装置动作和辅助决策信息按照设定标准输出形成可读取的 故障预案 。 2.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 在所述步骤11)中， 样本数据包含故障样本数据和非故障样本数据， 所述故障样本信 息包括台风期间引起的故障线路信息和对应的台风气象信息； 所述 非故障样本信息包括 非 故障线路信息和对应的台风气象信息 。 3.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 在步骤12)中包括如下步骤： 从样本数据中有召回地随机抽样生成若干训练集， 采用 机器学习算法进 行风险预测模型的训练和参数调优， 利用准确确率和召回率两个指标对风 险预测模型训练结果进行评判， 生成准确 率在设定值一以上、 召回率在设定值二以上 的风 险预测模型。 4.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 在步骤13)中， 对电网设备风险进行在线量 化预警过程中,包括如下步骤： a.实时获取台风预报与实测信息， 获取台风中心设定范围内的电网设备信息； b.加载保存的训练好的风险预测模型； c.将台风预报与实测信息、 台风中心设定范围内的电网设备信息作为输入参数， 传入 到风险预测模型中进行风险预测， 生成电网设备风险预警信息 。 5.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 在步骤14)中， 将步骤13)得到的电网设备风险预警信息， 包括风险设备及风险等级， 根据预设的风险类型采用不同的规则， 生成用于实时在线安全分析使用的预想故障集， 如 电力系统中共有N个 设备， 有m个 设备发生故障， 则称为N ‑m故障， 则形成风险设备N ‑m预想故 障集。 6.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 在步骤21)中， 通过初始化方式检查数据合格率过程中， 选取电网状态估计实时或未权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114266370 A 2来态断面数据作为特定方式或临 时故障在线故障预案计算的初始运行方式数据， 并进 行数 据检查， 包括单个节点有功/无功平衡误差检查、 全网节 点有功/无功平衡检查、 发电机机端 电压合格率检查； 检查初始 运行方式数据的可用性， 如果数据可用， 则进一步统计全网典型 区域的发电及负荷水平， 用于确定后续故障预案文件的初始运行 方式。 7.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 在步骤22)中， 将初始运行方式数据、 N ‑m预想故障集作为输入数据， 采用电力时域仿 真系统进行故障预案的中长期仿真分析， 获取设备故障后的稳态潮流信息， 基于故障后稳 态潮流， 通过计算故障后电网设备潮流 转移、 安全 裕度， 确定故障后受影响设备的范围。 8.根据权利要求1所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于,在步骤23)中包括以下步骤： 根据N ‑m预想故障集信息， 从指定的电网运行方式中获取 电网设备 的潮流和可控设备状态， 查找控制策略表匹配运行方式， 确定预想故障发生后安 控装置应采取的控制措施及控制量； 在电力故障时域仿真过程中满足第二道防线、 三道防线控制方案， 模拟实 际电网自动 装置动作过程， 在线模拟输出安控装置应采取的控制措施及 控制量， 根据步骤22)中设备故 障后的稳态潮流信息及故障后受影响设备 的范围， 如果存在设备潮流不安全情况， 则输出 辅助决策调控信息， 包括调整发电机有功/无功出力、 直 流功率、 负荷 及容抗器。 9.根据权利要求8所述的台风气象环境电网设备故障处置预案在线生成方法， 其特征 在于： 处置措施性能指标包括： 设备过载/断面越限处置措施性能指标， 计算如下式： 式中： PIp.j.s为第j个调整措施对于设备过载/断面越限的控制性能指标； ik1为故障发生 后稳态设备过载/断面越限的薄弱设备数； sp.j.i为第j个可选措 施稳态下对第i个设备/断面 有功的灵敏度； λi为稳态下第i个设备/断面的过载/越限裕度； Pcr.i稳态下中第i个设备/断 面安全有功门槛 值； Gp为可控措施最大 数； Cp.j为第j个可选措施单位功率的控制代价； 控制措施调整对于电压不 安全的控制性能指标计算公式如下： 式中： PIq.j.s为其中第j个调整措施对于电压越限的控制性能指标， ik2为故障发生后 稳 态下电压越 下限的薄弱节点数， ηL.i为故障发生后稳态下中第i个 薄弱节点的电压越下限裕 度， sq.j.i为第j个无功调 节措施对第i个薄弱节点电压的灵敏度， VL.i为第i个节点稳态电压 距下限安全门槛值， VH.i为第i个节点稳态电压距上限安全门槛值， ik3为故障发生后稳态下 电压越上限的薄弱节点 数， ηH.i为故障发生后稳态下中第i个节点的电压越上限裕度， s'q.j.i 为第j个无功调节措施对第i个薄弱节点电压的灵敏度， ω用于确定调节方向， Gq为可控措 施最大数； 控制措施调整对于频率 安全的控制性能指标计算公式如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114266370 A 3