一种电网输电系统运行安全性评估系统

技术领域

本发明涉及电力系统安全评估技术领域，尤其是一种电网输电系统运行安全性评估系统。

背景技术

电力工业是基础产业，电力生产具有整体性、同时性和随机性的特点，构成电网的发电机、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备形成一个不可分割的整体，发电、输电、供电和用电是同时完成，电力生产过程中需要适时调度、适时安全监控、随时跟踪随机事件动态，以保证电能质量及电网安全运行。大电网事故不仅会给电力企业造成重大的经济损失，更严重地是会带来巨大的政治、经济影响，甚至会引起社会的混乱。故对于电网输电系统运行安全评估必不可少。

现有技术通过提取运行特征进行电网状态的安全评估，其数据维度较高导致了评估效率降低，故通过对数据进行降维等处理提升评估速度，但其评估过程中仍然包含了大量的计算过程，使得评估结果具有滞后性。故本发明提出一种电网输电系统运行安全性评估系统，通过对电网输电系统的各类运行风险进行等级划分，对各类运行风险进行安全性实时评估，并根据评估结果进行相应深度评估，实现了对于电网输电系统的实时评估，极大地提升了安全性评估速度，提升电网输电系统的运行安全。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种电网输电系统运行安全性评估系统，以解决上述背景技术中提出的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

提供一种电网输电系统运行安全性评估系统，包括：

数据采集模块：用于采集电网输电系统的运行数据；

数据处理模块：用于对采集的电网输电系统的运行数据进行处理；

运行拟合模块：用于基于改进BP神经网络对电网输电系统运行状态进行拟合；

安全评估模块：用于根据多层级故障分类策略进行电网输电系统的安全性评估。

作为本发明的一种优选技术方案：所述数据采集模块实时更新采集的电网输电系统的运行数据。

作为本发明的一种优选技术方案：所述数据处理模块对采集的电网输电系统的运行数据进行数据清洗和数据归一化处理。

作为本发明的一种优选技术方案：所述运行拟合模块根据所述数据处理模块处理后的电网输电系统的运行数据X＝(x

y

其中，ω

计算输出层的输出信号和目标信号的敏感性：

δ

其中，δ

α

通过网络将敏感性反向传播：

δ

其中，ω

若敏感性满足收敛要求，则停止计算，否则继续进行下一步；

使用最速下降法快速更新权值和偏置值：

ω

b

其中，γ为学习速度，y

作为本发明的一种优选技术方案：所述安全评估模块的多层级故障分类策略将电网输电系统运行故障划分为单一输电线路故障、同塔双回路故障、母线故障和变压器故障四类故障。

作为本发明的一种优选技术方案：所述四类故障还划分为多个故障等级，所述多故障等级还划分多个子故障等级。

作为本发明的一种优选技术方案：所述安全评估模块通过多分类器评估算法对电网输电系统的四类故障同时进行安全性评估。

作为本发明的一种优选技术方案：所述多分类器评估算法对于第a类故障的分类结果具体如下：

其中，z

作为本发明的一种优选技术方案：所述安全评估模块中，当第a类故障被划分为一级时，根据输出结果进行状态判断，当判断电网输电系统稳定运行时，不再对第a类故障的其他故障等级进行评估，若电网输电系统不能维持稳定运行状态，则基于上述的多分类器评估算法进行第a类故障的第二级故障等级的安全性评估，重复上述步骤直到判断电网输电系统稳定运行为止。

作为本发明的一种优选技术方案：所述安全评估模块根据上述的综合评估结果基于SVM分类器进行电网输电系统运行安全性的综合评估。

本发明提供的电网输电系统运行安全性评估系统，与现有技术相比，其有益效果有：

本发明基于改进的BP神经网络输出电网输电系统的运行状态数据，并基于最速下降法快速更新权值和偏置值以提升网络运算速度，再通过多分类器评估算法对划分的电网输电系统的多层级故障类型对电网输电系统进行安全性评估，通过分等级评估显著减少计算量，实现电网输电系统安全性的快速评估，并极大的提升了安全性评估准确率，保证电网输电系统的运行安全，同时为维修人员提供准确的维修方向，提升维修效率。

附图说明

图1为本发明优选实施例的系统框图。

图中各个标记的意义为：100、数据采集模块；200、数据处理模块；300、运行拟合模块；400、安全评估模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明优选实施例提供了一种电网输电系统运行安全性评估系统，包括：

数据采集模块100：用于采集电网输电系统的运行数据；

数据处理模块200：用于对采集的电网输电系统的运行数据进行处理；

运行拟合模块300：用于基于改进BP神经网络对电网输电系统运行状态进行拟合；

安全评估模块400：用于根据多层级故障分类策略进行电网输电系统的安全性评估。

所述数据采集模块100实时更新采集的电网输电系统的运行数据。

所述数据处理模块200对采集的电网输电系统的运行数据进行数据清洗和数据归一化处理。

所述运行拟合模块300根据所述数据处理模块200处理后的电网输电系统的运行数据

X＝(x

j∈[1，m]，k(k∈[1，K])为隐含层单层网络的神经元数量；

y

其中，ω

计算输出层的输出信号和目标信号的敏感性：

δ

其中，δ

α

通过网络将敏感性反向传播：

δ

其中，ω

若敏感性满足收敛要求，则停止计算，否则继续进行下一步；

使用最速下降法快速更新权值和偏置值：

ω

b

其中，γ为学习速度，y

所述安全评估模块400的多层级故障分类策略将电网输电系统运行故障划分为单一输电线路故障、同塔双回路故障、母线故障和变压器故障四类故障。

所述四类故障还划分为多个故障等级，所述多故障等级还划分多个子故障等级。

所述安全评估模块400通过多分类器评估算法对电网输电系统的四类故障同时进行安全性评估。

所述多分类器评估算法对于第a类故障的分类结果具体如下：

其中，z

所述安全评估模块400中，当第a类故障被划分为一级时，根据输出结果进行状态判断，当判断电网输电系统稳定运行时，不再对第a类故障的其他故障等级进行评估，若电网输电系统不能维持稳定运行状态，则基于上述的多分类器评估算法进行第a类故障的第二级故障等级的安全性评估，重复上述步骤直到判断电网输电系统稳定运行为止。

所述安全评估模块400根据上述的综合评估结果基于SVM分类器进行电网输电系统运行安全性的综合评估。

本实施例中，数据采集模块100实时更新采集的电网输电系统的运行数据，保证对于电网输电系统进行安全性评估的实时性；并通过数据处理模块200对采集的电网输电系统的运行数据进行数据清洗和数据归一化处理。降低后期数据计算复杂度，提升数据计算速度和系统评估速度。

运行拟合模块300根据数据处理模块200处理后的电网输电系统的运行数据

X＝(x

y

其中，ω

计算输出层的输出信号和目标信号的敏感性：

δ

其中，δ

通过网络将敏感性反向传播：

δ

其中，ω

若敏感性满足收敛要求，则停止计算，否则继续进行下一步；

使用最速下降法快速更新权值和偏置值：

ω

b

其中，γ为学习速度，y

j-1个隐含层第l个神经元的输出值，b

安全评估模块400的多层级故障分类策略将电网输电系统运行故障划分为单一输电线路故障、同塔双回路故障、母线故障和变压器故障四类故障；其中四类故障还分别被划分为8个故障等级、2个故障等级、2个故障等级和6个故障等级；每个故障等级还被划分三个子故障等级。

安全评估模块400通过多分类器评估算法对电网输电系统的四类故障同时进行安全性评估，其中多分类器评估算法对于第a类故障的分类结果具体如下：

其中，z

安全评估模块400中，当第a类故障被划分为一级时，根据输出结果进行状态判断，若电网输电系统能够维持稳定状态，则不再对第a类故障的其他故障等级进行评估，若电网输电系统失稳，则基于上述的多分类器评估算法进行第a类故障的第二级故障等级的安全性评估，若系统在第二级故障等级能够维持稳定状态，则不再对第三级故障等级进行评估，若电网输电系统能够维持稳定状态，则不再对第四级故障等级进行评估，若电网输电系统仍失稳，则基于上述的多分类器评估算法继续进行第四级故障等级的安全性评估，重复上述步骤直到判断系统稳定运行为止。

安全评估模块400根据上述的综合评估结果基于SVM分类器进行电网输电系统运行安全性的综合评估。

通过多分类器对电网输电系统的四类故障分别进行安全性评估，能够较为准确的输出系统的安全性评估结果，维修人员能够及时采取补救措施，且通过对电网输电系统的故障进行多分类划分，能够精确的判断当前电网输电系统的安全状态及可能出现的故障，通过对故障进行评估和状态判断步骤，能够显著减少计算量，实现电网输电系统安全性的快速评估。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。