一种高比例清洁能源配电网安全评估方法及装置

技术领域

本发明涉及配电网安全评估技术领域，具体涉及一种高比例清洁能源配电网安全评估方法及装置。

背景技术

配电网作为电力网的一部分，承担着分配电能的重任，其安全性是其稳定运行和发展的基础，随着新型电力系统的不断发展，将对分布式电源进行规模化开发和利用。在高比例清洁能源接入的背景下，分布式电源出力的不确定性将对配电网的安全状态造成极大的影响和挑战。现有配电网的安全评估方法主要针对单一时间断面构建安全指标体系，并基于主观评估模型对系统安全进行评定，存在指标复杂、随机性强、适用性差等问题，且缺乏更符合实际情况的量化评估方法，因此，对于高比例清洁能源配电网要构建一套考虑不确定性风险、适用性强、覆盖面广的安全评估方法具有一定难度。

针对大量分布式电源接入场景下，现有配电网安全评估方法所存在的指标结构、计算流程复杂，体系覆盖面不全、服务对象不明确且缺乏科学合理的量化评估方法的问题，例如：

文献[主动配电网安全评估方法(白东平.基于态势感知的主动配电网安全风险评估方法研究[D].长春工业大学,2021.DOI:10.27805/d.cnki.gccgy.2021.000267.)]，首先选取评价目标和评价指标，建立第一层仅含主动配电网评价1个评价指标，第二层涵盖供电可靠性、网架结构评价、电能质量评价、供电能力评价四个指标，第三层涵盖各24个三级评估指标；其次，运用基于指数标度法的层次分析法对影响安全稳定运行的因素进行三个层次的权重分析，并进行加权打分，从而鉴别出相应配电网的薄弱点并制定有效保护策略进行保护改善。然而，所构建指标均为传统静态安全指标，缺少计及未来风险的多断面配电网安全的指标，无法有效适应高比例新能源接入后的配电网安全评估以及提前保护策略制定，同时仅采用指数标度法这一主观赋权方法，忽略客观数据潜在规律，容易出现客观偏差导致量化评估结果不精准。

专利CN111798163A公开了一种有源配电网安全评估方法，首先计算有源配电网失稳概率，其次建立有源配电网的时空模型，最后基于有源配电网失稳概率，通过所述时空模型建立衍射指标、聚焦指标、溅射指标和全局指标，根据上述四个指标对有源配电网的安全性进行配电网，从而解决有源配电网在多重不确定性影响下的安全评估问题，确保有源配电网的安全稳定运行。然而，方法所述的评估指标体系的指标复杂、针对性不强，无法实现现实场景下对各风险领域、对象的精细化评估，且评估过程繁杂，实际适用性差。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出了一种高比例清洁能源配电网安全评估方法及装置。

第一方面，提供一种高比例清洁能源配电网安全评估方法，所述高比例清洁能源配电网安全评估方法包括：

获取待评估配电网分别在配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各末级指标的指标值；

基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估；

其中，所述各指标的权重系数基于层次分析法和熵权法获取。

优选的，所述配电网静态安全评价指标体系为三层评估体系，其中，第一层指标为配电网静态安全评价指标，第二层指标包括：第一设备安全指标、第一系统安全指标、第一管控安全指标；

所述第一设备安全指标对应的第三层指标包括：老旧变压器占比、老旧主干线路占比、老旧开关设备占比、线路重载风险水平、逆变器频繁脱网风险水平和变压器重载风险水平；

所述第一系统安全指标对应的第三层指标包括：功率倒送风险水平、线路N-1通过水平、谐波电流畸变水平、短路电流校验通过水平、低电压风险水平、过电压风险水平、电压偏差水平和综合线损水平；

所述第一管控安全指标对应的第三层指标包括：防孤岛装置覆盖率、反孤岛装置覆盖率、光纤覆盖率、配电自动化覆盖率和监测装置覆盖率。

优选的，所述配电网动态安全评价指标体系为三层评估体系，其中，第一层指标为配电网动态安全评价指标，第二层指标包括：第二设备安全指标、第二系统安全指标、第二管控安全指标；

所述第二设备安全指标对应的第三层指标包括：线路重载风险水平、逆变器频繁脱网风险水平和变压器重载风险水平；

所述第二系统安全指标对应的第三层指标包括：谐波电压畸变水平、短路电流校验通过水平、电压偏差水平、过电压风险水平、低电压风险水平、功率倒送风险水平和线路N-1通过水平；

所述第二管控安全指标对应的第三层指标包括：防孤岛装置在线率、反孤岛装置在线率、配电自动化在线率和监测装置在线率。

优选的，所述各指标的权重系数如下：

w

上式中，w

优选的，所述基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估，包括：

基于待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系的各二层指标对应的第三层指标的指标值及其对应的权重系数确定待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系中的各二层指标评分值；

基于待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系的各二层指标对应的第三层指标的指标值及其对应的权重系数确定待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系中的各二层指标评分值；

基于待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系中的各二层指标评分值及各二层指标对应的权重系数确定待评估配电网的静态安全评价值；

基于待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系中的各二层指标评分值及各二层指标对应的权重系数确定待评估配电网的动态安全评价值；

基于待评估配电网的静态安全评价值和动态安全评价值确定待评估配电网的综合安全评价值，并在预设评语集中获取所述综合安全评价值对应的评语。

进一步的，所述各二层指标评分值如下：

G＝C*w*R

上式中，G为二层指标评分值，C为预设评语对应的分值矩阵，w为二层指标对应的第三层指标的权重系数矩阵，R为隶属度矩阵；

其中，所述隶属度矩阵如下：

上式中，r

进一步的，所述待评估配电网的静态安全评价值如下：

G

所述待评估配电网的动态安全评价值如下：

G

上式中，G

进一步的，所述待评估配电网的综合安全评价值如下：

W＝G

上式中，W为待评估配电网的综合安全评价值，W

进一步的，所述线路重载风险水平如下：

所述逆变器频繁脱网风险水平如下：

所述变压器重载风险水平如下：

上式中，R

进一步的，所述谐波电压畸变水平如下：

所述短路电流校验通过水平如下：

所述电压偏差水平如下：

所述过电压风险水平如下：

所述低电压风险水平如下：

所述功率倒送风险水平如下：

所述线路N-1通过水平如下：

上式中，R

进一步的，所述子系统j时段i短路电流校验点的通过比例如下：

所述子系统j时段i下的节点电压偏差最大值如下：

所述子系统j时段i功率倒送事件参数如下：

上式中，U

第二方面，提供一种高比例清洁能源配电网安全评估装置，所述高比例清洁能源配电网安全评估装置包括：

获取模块，用于获取待评估配电网分别在配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各末级指标的指标值；

分析模块，用于基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估；

其中，所述各指标的权重系数基于层次分析法和熵权法获取。

第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

所述处理器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的高比例清洁能源配电网安全评估方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的高比例清洁能源配电网安全评估方法。

本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

本发明提供了一种高比例清洁能源配电网安全评估方法及装置，包括：获取待评估配电网分别在配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各末级指标的指标值；基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估；其中，所述各指标的权重系数基于层次分析法和熵权法获取。本发明提供的技术方案，通过关注主要风险对象，构建出计及静态动态特性、局部全局特征的指标体系进行量化评估，相较于传统的静态评估指标，方法所述的指标体系囊括的静态评估指标更加丰富，更能针对性地衡量新型配电系统的规划态安全，方法所构建的动态安全指标则能够顾及源荷强不确定下的配电网运行安全演化态势，反映风险对象在目标周期内的实时与预测安全。

附图说明

图1是本发明实施例的高比例清洁能源配电网安全评估方法的主要步骤流程示意图；

图2是本发明实施例的配电网静态安全评价指标体系示意图；

图3是本发明实施例的配电网动态安全评价指标体系示意图；

图4是本发明实施例的高比例清洁能源配电网系统拓扑图；

图5是本发明实施例的基于冬季典型日数据的配电网各对象运行态安全评价结果图；

图6是本发明实施例的夏季典型日指标结果对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如背景技术中所公开的，配电网作为电力网的一部分，承担着分配电能的重任，其安全性是其稳定运行和发展的基础，随着新型电力系统的不断发展，将对分布式电源进行规模化开发和利用。在高比例清洁能源接入的背景下，分布式电源出力的不确定性将对配电网的安全状态造成极大的影响和挑战。现有配电网的安全评估方法主要针对单一时间断面构建安全指标体系，并基于主观评估模型对系统安全进行评定，存在指标复杂、随机性强、适用性差等问题，且缺乏更符合实际情况的量化评估方法，因此，对于高比例清洁能源配电网要构建一套考虑不确定性风险、适用性强、覆盖面广的安全评估方法具有一定难度。

针对大量分布式电源接入场景下，现有配电网安全评估方法所存在的指标结构、计算流程复杂，体系覆盖面不全、服务对象不明确且缺乏科学合理的量化评估方法的问题，例如：

文献[主动配电网安全评估方法(白东平.基于态势感知的主动配电网安全风险评估方法研究[D].长春工业大学,2021.DOI:10.27805/d.cnki.gccgy.2021.000267.)]，首先选取评价目标和评价指标，建立第一层仅含主动配电网评价1个评价指标，第二层涵盖供电可靠性、网架结构评价、电能质量评价、供电能力评价四个指标，第三层涵盖各24个三级评估指标；其次，运用基于指数标度法的层次分析法对影响安全稳定运行的因素进行三个层次的权重分析，并进行加权打分，从而鉴别出相应配电网的薄弱点并制定有效保护策略进行保护改善。然而，所构建指标均为传统静态安全指标，缺少计及未来风险的多断面配电网安全的指标，无法有效适应高比例新能源接入后的配电网安全评估以及提前保护策略制定，同时仅采用指数标度法这一主观赋权方法，忽略客观数据潜在规律，容易出现客观偏差导致量化评估结果不精准。

专利CN111798163A公开了一种有源配电网安全评估方法，首先计算有源配电网失稳概率，其次建立有源配电网的时空模型，最后基于有源配电网失稳概率，通过所述时空模型建立衍射指标、聚焦指标、溅射指标和全局指标，根据上述四个指标对有源配电网的安全性进行配电网，从而解决有源配电网在多重不确定性影响下的安全评估问题，确保有源配电网的安全稳定运行。然而，方法所述的评估指标体系的指标复杂、针对性不强，无法实现现实场景下对各风险领域、对象的精细化评估，且评估过程繁杂，实际适用性差。

为了改善上述问题，本发明提供了一种高比例清洁能源配电网安全评估方法及装置，包括：获取待评估配电网分别在配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各末级指标的指标值；基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估；其中，所述各指标的权重系数基于层次分析法和熵权法获取。本发明提供的技术方案，通过关注主要风险对象，构建出计及静态动态特性、局部全局特征的指标体系进行量化评估，相较于传统的静态评估指标，方法所述的指标体系囊括的静态评估指标更加丰富，更能针对性地衡量新型配电系统的规划态安全，方法所构建的动态安全指标则能够顾及源荷强不确定下的配电网运行安全演化态势，反映风险对象在目标周期内的实时与预测安全。

下面对上述方案进行详细阐述。

实施例1

参阅附图1，图1是本发明的一个实施例的高比例清洁能源配电网安全评估方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的高比例清洁能源配电网安全评估方法主要包括以下步骤：

步骤S101：获取待评估配电网分别在配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各末级指标的指标值；

步骤S102：基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估；

其中，所述各指标的权重系数基于层次分析法和熵权法获取。

本实施例中，针对评估配电网安全下的设备安全、系统安全、管控安全三大风险主体，构建计及静态、动态特性，局部全局特征的多电压等级、多子系统的安全评估指标体系。其中，静态动态变化特性主要针对目标评价周期内单一时间断面的规划状态与多个连续时间断面的系统运行状态，静态特性指标主要通过选取长目标周期内最恶劣的单个时刻统计数据进行评价，动态特性指标主要通过选取目标周期内的多个连续时刻的预测数据进行评价。同时所建立的安全评价指标体系面向多电压等级配电网，以局部全局划分电网评估范围，局部特征面向最小评估单元以及由其组成的局部系统，全局特征面向县域级多电网系统，可实现电压等级逐级递进、网络范围逐步扩展的指标评估，具体的，所述配电网静态安全评价指标体系为三层评估体系，如图2所示，其中，第一层指标为配电网静态安全评价指标，第二层指标包括：第一设备安全指标、第一系统安全指标、第一管控安全指标；

所述第一设备安全指标对应的第三层指标包括：老旧变压器占比、老旧主干线路占比、老旧开关设备占比、线路重载风险水平、逆变器频繁脱网风险水平和变压器重载风险水平；

所述第一系统安全指标对应的第三层指标包括：功率倒送风险水平、线路N-1通过水平、谐波电流畸变水平、短路电流校验通过水平、低电压风险水平、过电压风险水平、电压偏差水平和综合线损水平；

所述第一管控安全指标对应的第三层指标包括：防孤岛装置覆盖率、反孤岛装置覆盖率、光纤覆盖率、配电自动化覆盖率和监测装置覆盖率。

所述配电网动态安全评价指标体系为三层评估体系，如图3所示，其中，第一层指标为配电网动态安全评价指标，第二层指标包括：第二设备安全指标、第二系统安全指标、第二管控安全指标；

所述第二设备安全指标对应的第三层指标包括：线路重载风险水平、逆变器频繁脱网风险水平和变压器重载风险水平；

所述第二系统安全指标对应的第三层指标包括：谐波电压畸变水平、短路电流校验通过水平、电压偏差水平、过电压风险水平、低电压风险水平、功率倒送风险水平和线路N-1通过水平；

所述第二管控安全指标对应的第三层指标包括：防孤岛装置在线率、反孤岛装置在线率、配电自动化在线率和监测装置在线率。

本实施例中，所述各指标的权重系数如下：

w

上式中，w

在一个具体的实施方式中，静态评估指标体系权重如下表1所示：

表1

其中，后缀字母代表各个指标的权重，各级指标权重满足：A+B+C＝1；a

动态评估指标体系权重如下表2所示：

表2

其中，后缀字母代表各个指标的权重，各级指标权重满足：D+E+F＝1；d

本实施例中，所述基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估，包括：

基于待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系的各二层指标对应的第三层指标的指标值及其对应的权重系数确定待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系中的各二层指标评分值；

基于待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系的各二层指标对应的第三层指标的指标值及其对应的权重系数确定待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系中的各二层指标评分值；

基于待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系中的各二层指标评分值及各二层指标对应的权重系数确定待评估配电网的静态安全评价值；

基于待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系中的各二层指标评分值及各二层指标对应的权重系数确定待评估配电网的动态安全评价值；

基于待评估配电网的静态安全评价值和动态安全评价值确定待评估配电网的综合安全评价值，并在预设评语集中获取所述综合安全评价值对应的评语。

在一个实施方式中，所述各二层指标评分值如下：

G＝C*w*R

上式中，G为二层指标评分值，C为预设评语对应的分值矩阵，w为二层指标对应的第三层指标的权重系数矩阵，R为隶属度矩阵；

其中，所述隶属度矩阵如下：

上式中，r

本实施例中，预设评语可以为{绿色、黄色、红色}，其对应的分值矩阵为：{100，70，30}；

基于二级指标得分与权重得到一级指标配电网安全评分，并基于评分分值对设备安全、系统安全、管控安全以及配电网整体综合安全进行等级评定，具体安全评估结果可如下表3所示：

表3

进一步的，所述待评估配电网的静态安全评价值如下：

G

所述待评估配电网的动态安全评价值如下：

G

上式中，G

进一步的，所述待评估配电网的综合安全评价值如下：

W＝G

上式中，W为待评估配电网的综合安全评价值，W

本实施例中，考虑到静态、动态指标部分指标类似，仅在目标周期以及所计及时间断面数量上有所区别(例如静态安全评估目标周期为一年，选取目标周期内各单时间片段的各项指标最大/最小等数值进行评估，动态安全评估目标周期为一天，选取目标周期内以15min为时间颗粒度的连续若干个时间断面的平均值进行评估)，因此在对具体指标进行量化表征及计算方法介绍时，采用了配电网安全评价指标体系库的方式，评价所需的静态、动态安全指标可从安全评价指标体系库中抽取或引申得到。

系统安全主要考虑配电系统在运行中的各项参数是否存在风险，主要针对系统电压、功率，谐波电压、短路电流以及负荷转移能力等，具体指标量化表征与计算方法如下：

(a)谐波电压畸变水平R

选取多个典型日单时间断面计算评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统谐波畸变率的平均值，计算公式如下：

式中，N

(b)短路电流校验通过水平R

选取多个典型日单时间断面计算评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统校验点短路电流是否大于最大遮蔽电流(63kA)的平均通过水平，计算公式如下：

(c)电压偏差水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统节点最大电压偏差的平均值，计算公式如下：

(d)综合线损水平R

在目标周期内评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统线损率的平均值，计算公式如下：

式中，ΔE

式中：E

(e)低电压风险水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统低电压节点比例的平均水平，计算公式如下：

/>

(f)过电压风险水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统过电压节点比例的平均水平，计算公式如下：

(g)功率倒送风险水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统功率倒送事件发生的平均水平，计算公式如下：

(h)线路N-1通过水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，计算评估对象所包含的各电压等级配电网中线路N-1通过率，计算公式如下：

上式中，THD

其中，所述子系统j时段i短路电流校验点的通过比例如下：

所述子系统j时段i下的节点电压偏差最大值如下：

所述子系统j时段i功率倒送事件参数如下：

上式中，U

设备安全方面主要考虑的设备包括投运变压器、主干线路、线路变压器一次设备与逆变器保护装置等，具体指标量化表征与计算方法如下：

(a)老旧变压器占比P

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中，役龄超过20年的老旧变压器占投运变压器的比例，计算公式如下：

式中，G

(b)老旧主干线路占比P

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中，役龄超过20年的主干线路占所有主干线路的比例，计算公式如下：

式中，G

(c)老旧开关设备占比P

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中，役龄超过20年的线路变压器的一次设备占所有的线路变压器的一次设备比例，计算公式如下：

式中，G

(d)线路重载风险水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统线路重载比例的平均水平，计算公式如下：

(e)逆变器频繁脱网风险水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统频繁脱网逆变器比例的平均水平，计算公式如下：

/>

(f)变压器重载风险水平R

选取夏天酷暑日和冬天严寒日两种极端典型日的24个小时，以1h为一个时间段，15分钟为时间断面分辨率，评估对象所包含的各电压等级配电网中，同一电压等级中所有子系统变压器过载比例的平均水平，计算公式如下：

上式中，N

管控安全以电网的安全防控为主，指标包括针对新能源接入所存在的孤岛问题的防孤岛、反孤岛装置覆盖率以及提高监测管控能力的光纤覆盖率、配电自动化有效覆盖率和监测装置覆盖率，对应静态指标体系中的管控安全部分，而动态指标体系中的各种在线率为反映日常各时间断面下防/反孤岛装置，自动化装置及监测装置是否完好的动态更新值，具体指标量化表征与计算方法如下：

(a)防孤岛装置覆盖/在线率

1)防孤岛装置覆盖率C

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中安装了防孤岛装置的光伏占所有光伏的比例，计算公式如下：

式中，B

2)防孤岛装置在线率C

以一天24h为目标周期，统计区域内正常动作的防孤岛装置占所有安装防孤岛装置光伏的比例，计算公式如下：

式中，B

(b)反孤岛装置覆盖/在线率

1)反孤岛装置覆盖率C

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中安装了安装反孤岛装置的数量在所有的配电变压器中所占的比例，计算公式如下：

式中，D

2)反孤岛装置在线率C

以一天24h为目标周期，统计区域内正常动作的反孤岛装置在所有安装反孤岛装置配电变压器中所占的比例，计算公式如下：

式中，D

(c)光纤覆盖率C

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中光纤覆盖的变电站座数占变电站总座数的比例，计算公式为：

式中，N

(d)配电自动化覆盖/在线率

1)配电自动化覆盖率C

以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中符合配电自动化终端配置要求的中压线路条数占该区域中压线路总条数的比例，计算公式如下：

式中，M

2)配电自动化在线率C

以一天24h为目标周期，统计区域内正常动作的配电自动化终端的中压线路条数占该区域所有安装了配电网自动化终端中压线路总条数的比例，计算公式如下：

式中，M

(e)监测装置覆盖/在线率

1)监测装置覆盖率C

监测装置指具有监测采集功能的智能电表、智能断路器、智能终端等，监测装置覆盖率指以一年为目标周期，统计评估对象所包含的各电压等级配电网中安装监测装置的线路占该区域内所有线路的比例，计算公式如下：

式中，X

2)监测装置在线率C

以一天24h为目标周期，统计区域内成功动作监测装置的线路占该区域内所有安装监测装置线路的比例，计算公式如下：

式中，X

在一个具体的实施方式中，为了验证所提基于计及静态动态变化特性，局部全局特征评估指标体系的高比例清洁能源配电网安全评估方法的有效性，选用某地区配电网实际数据开展实施例研究，实施例中高比例清洁能源配电网系统拓扑图如图4所示。系统各节点电压上下限分别为1.05p.u.，0.95p.u.，变压器单台容量最大为400kVA，最小为10kVA，单段线路最大载流量为500A，最小为100A。

由于应用于规划发展的静态安全指标体系与传统指标性质类似，仅在指标涵盖内容上相较更为丰富、更满足高比例清洁能源接入场景下的各项安全评估需求，而动态指标体系则能较好地反映配电网的演化态势，因此实施例选取动态特性指标部分进行展示，基于冬季典型日实际数据对配电网的各层级的运行态安全进行综合评估打分与等级评定，同时考虑篇幅此处仅选取单断面不同评估对象输出等级评估结果。本实施例中，各级动态评估指标权重如表4所示；

表4

基于冬季典型日数据的配电网各对象运行态安全评价结果如图5所示；

不同评估对象的综合评分结果与等级评定如下表5所示；

表5

选取多种典型日数据，采用基于主客观赋权的模糊综合评估模型实现对高比例清洁能源配电网的安全量化评估与等级判定，使得评估结果相对精准切实，呈现方式更加具体直观。

选取夏季典型日数据计算指标数值，对比传统仅考虑静态特效的指标，彰显本方法所构建的计及静态动态变化特性的安全评价指标体系的有效预警作用。

由图6可知，矩阵框1中，由于本方法构建的计及静态动态特性的评估指标考虑了多个时间断面风险(此处考虑的多断面风险仅为当前时刻与未来共4个时间断面的风险，以15min为时间颗粒度，多断面时间跨度为1小时)，相对与传统的静态指标在1：30才发生由于某些指标安全水平的下降所导致的评分值下调，本方法基于所构建的评估指标体系，在12：30便预先降低了配电网整体评分值，能够很好地计及未来配电网安全状态的变化趋势，反映了电网潜在风险。同时，在矩形框2所框选的连续时段，考虑静态-动态特性的综合评价模型同样可以很好地考虑由于分布式光伏出力或者该时刻的负荷水平的变化等多元要素综合影响下的安全水平，相较于传统静态指标能够对风险进行提前预警，在矩形框3所选择的区域，可以看出尽管在19:15～19:30时刻电网安全水平已经经过一次大幅下降，但相对与传统仅考虑静态特性的模型安全评分值所呈现的短时间稳定，本方法的配电网安全评分值仍进一步下降，意味着系统安全仍存在潜在风险，将在未来某一时刻遭受更加恶劣的影响，这对采取更及时、精准的预先保护措施具有较大的参考价值。

实施例2

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种高比例清洁能源配电网安全评估装置，所述高比例清洁能源配电网安全评估装置包括：

获取模块，用于获取待评估配电网分别在配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各末级指标的指标值；

分析模块，用于基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估；

其中，所述各指标的权重系数基于层次分析法和熵权法获取。

优选的，所述配电网静态安全评价指标体系为三层评估体系，其中，第一层指标为配电网静态安全评价指标，第二层指标包括：第一设备安全指标、第一系统安全指标、第一管控安全指标；

所述第一设备安全指标对应的第三层指标包括：老旧变压器占比、老旧主干线路占比、老旧开关设备占比、线路重载风险水平、逆变器频繁脱网风险水平和变压器重载风险水平；

所述第一系统安全指标对应的第三层指标包括：功率倒送风险水平、线路N-1通过水平、谐波电流畸变水平、短路电流校验通过水平、低电压风险水平、过电压风险水平、电压偏差水平和综合线损水平；

所述第一管控安全指标对应的第三层指标包括：防孤岛装置覆盖率、反孤岛装置覆盖率、光纤覆盖率、配电自动化覆盖率和监测装置覆盖率。

优选的，所述配电网动态安全评价指标体系为三层评估体系，其中，第一层指标为配电网动态安全评价指标，第二层指标包括：第二设备安全指标、第二系统安全指标、第二管控安全指标；

所述第二设备安全指标对应的第三层指标包括：线路重载风险水平、逆变器频繁脱网风险水平和变压器重载风险水平；

所述第二系统安全指标对应的第三层指标包括：谐波电压畸变水平、短路电流校验通过水平、电压偏差水平、过电压风险水平、低电压风险水平、功率倒送风险水平和线路N-1通过水平；

所述第二管控安全指标对应的第三层指标包括：防孤岛装置在线率、反孤岛装置在线率、配电自动化在线率和监测装置在线率。

优选的，所述各指标的权重系数如下：

w

上式中，w

优选的，所述基于配电网静态安全评价指标体系和配电网动态安全评价指标体系中各指标的权重系数以及所述各末级指标的指标值对待评估配电网进行安全评估，包括：

基于待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系的各二层指标对应的第三层指标的指标值及其对应的权重系数确定待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系中的各二层指标评分值；

基于待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系的各二层指标对应的第三层指标的指标值及其对应的权重系数确定待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系中的各二层指标评分值；

基于待评估配电网在配电网静态安全评价指标体系中的各二层指标评分值及各二层指标对应的权重系数确定待评估配电网的静态安全评价值；

基于待评估配电网在配电网动态安全评价指标体系中的各二层指标评分值及各二层指标对应的权重系数确定待评估配电网的动态安全评价值；

基于待评估配电网的静态安全评价值和动态安全评价值确定待评估配电网的综合安全评价值，并在预设评语集中获取所述综合安全评价值对应的评语。

进一步的，所述各二层指标评分值如下：

G＝C*w*R

上式中，G为二层指标评分值，C为预设评语对应的分值矩阵，w为二层指标对应的第三层指标的权重系数矩阵，R为隶属度矩阵；

其中，所述隶属度矩阵如下：

上式中，r

进一步的，所述待评估配电网的静态安全评价值如下：

G

所述待评估配电网的动态安全评价值如下：

G

上式中，G

进一步的，所述待评估配电网的综合安全评价值如下：

W＝G

上式中，W为待评估配电网的综合安全评价值，W

进一步的，所述线路重载风险水平如下：

所述逆变器频繁脱网风险水平如下：

所述变压器重载风险水平如下：

上式中，R

进一步的，所述谐波电压畸变水平如下：

所述短路电流校验通过水平如下：

所述电压偏差水平如下：

所述过电压风险水平如下：

所述低电压风险水平如下：

所述功率倒送风险水平如下：

所述线路N-1通过水平如下：

上式中，R

进一步的，所述子系统j时段i短路电流校验点的通过比例如下：

所述子系统j时段i下的节点电压偏差最大值如下：

所述子系统j时段i功率倒送事件参数如下：

上式中，U

实施例3

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种高比例清洁能源配电网安全评估方法的步骤。

实施例4

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种高比例清洁能源配电网安全评估方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。