(19)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 202211060809.4 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510600 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司佛山供电局 (72)发明人 黄斐　李伟　杨勇　周俊宇　花洁　 区伟潮　易颜波　亓玉国　潘志涛　 陈辉　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 刘晓娟 (51)Int.Cl. G06F 16/903(2019.01) H02H 7/26(2006.01)H02H 7/22(2006.01) H02J 3/06(2006.01) H02J 13/00(2006.01) H02J 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于沙盘推演的电网风险分析与预警 方法及相关装置 (57)摘要 本申请公开了一种基于沙盘推演的电网风 险分析与预警方法及相关装置， 基于当前电网运 行方式和电网运行状态， 获取电网设备状态及遥 测数据， 形成一张新的电网潮流图， 调度员可 以 通过对线路、 开关和 刀闸状态进行断开、 闭合、 置 检修操作等， 实现电网运行方式进行调整， 运行 方式调整成功后， 通过计算机系统扫描当110kV 主变、 110kV线路、 110kV 母线、 220kV主变及220kV 母线等关键设备 发生N‑1故障时， 设备N ‑1导致失 压的站点、 负荷数、 用户数、 重要用户等判别可能 导致的事件等级， 实现电网实时风险可视化， 同 时计算剩余设备及其他供电路径上的关键设备 的负载率， 对重过 载设备进行 预警。 权利要求书3页 说明书17页 附图6页 CN 115408579 A 2022.11.29 CN 115408579 A 1.一种基于 沙盘推演的电网风险分析与预警方法， 其特 征在于， 包括： S1、 基于SCADAS系统的遥测数据， 获取待分析电网中各设备的实时运行信息， 将所述实 时运行信息填充至空白潮流图， 生成待分析电网实时的电网潮流图； S2、 对所述电网潮流图上的待分析设备的运行方式进行调整， 获取运行方式调整前的 第一拓扑路径， 根据所述第一拓扑路径确定运行方式调整所影响的区域范围， 根据所述区 域范围确定调整后的第二拓扑路径， 对所述第一拓扑路径和所述第二拓扑路径进 行比较分 析， 确定运行 方式调整是否成功； S3、 当运行方式调整成功时， 获取所述区域范围的线路设备， 对所述线路设备进行N ‑1 故障分析， 当所述线路设备发生N ‑1故障时， 获取N ‑1故障导致失压的站点、 负荷数、 用户数 和重要用户， 从而确定故障事件的严重等级， 当所述严重等级大于预设等级时则进行预警 处理； 其中， 所述线路设备包括： 110kV主变、 110kV线路、 110kV母线、 220kV主变和220kV母 线； S4、 当运行方式调整成功时， 获取待分析电网在预设历史周期内的最大负荷时刻数据， 根据所述最大负荷时刻数据和所述第二拓扑路径， 计算110kV等级线路开关、 变高开关和 10kV等级变低开关的负载率， 以及计算110kV主变和线路的负载率， 以及计算220kV站变高、 变中和变低开关的负载率， 以及计算220kV主变的负载率， 基于各所述负载率分析主变、 线 路或设备 是否重过载。 2.根据权利要求1所述的基于沙盘推演的电网风险分析与 预警方法， 其特征在于， 步骤 S2， 具体包括： S21、 从电网台账信息表选取待分析设备， 查询所述待分析设备的运行方式调整前的第 一拓扑路径； 其中， 所述待分析设备包括： 开关、 刀闸、 母线、 主变和线路； S22、 根据所述第一拓扑路径循环每个所述待分析设备， 递归查询各所属的220kV变电 站， 并取2 20kV变电站的并集作为受影响的边界， 得到所述区域范围； S23、 根据所述区域范围对220kV变电站所有的主变重新进行拓扑分析， 获取到运行方 式调整后的第二拓扑路径； S24、 对所述第一拓扑路径和所述第二拓扑路径进行比较分析， 判断所述第一拓路径中 是否有35kV母线和10kV母线不存在于所述第二拓扑路径中， 若否， 则判定运行方式调整成 功， 若是则判定运行 方式调整失败。 3.根据权利要求1所述的基于沙盘推演的电网风险分析与 预警方法， 其特征在于， 当所 述线路设备为所述1 10kV主变时， 所述对所述线路设备进行N ‑1故障分析， 具体包括： S31、 获取所述110kV主变的基础信息和拓扑路径表， 根据所述基础信息和所述拓扑路 径表筛选出断开的主变 变高开关， 并进行拓扑分析生成主变 变高开关拓扑路径 表； S32、 从主变变高开关拓扑路径表筛选出符合预设条件的母线作为分析母线； 其中， 所 述预设条件 包括： 母线存在于所述拓扑路径 表、 电压等级为10kV且未挂检修 牌； S33、 判断所述分析母线是否满足备自投条件中的任意一个， 若是则执行步骤S34， 否则 执行步骤S 35， 其中所述备自投条件， 包括： 1、 母线存在于所述主变变高开关拓扑路径表， 且 变高开关所属主变与所述分析母线所属主变不是同一台主变； 2、 母线 可拓扑至一热备用变 低开关； 3、 母线可拓扑至一热 备用的分段开关； S34、 判断所述分析母线是否满足母线串供的所有条件， 若是执行步骤S35， 否则判定所权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115408579 A 2述分析母线为 失压状态， 其中， 所述母线串 供条件包括： 存在同等级的上级母线且上级母线 满足所述备自投条件； S35、 获取所述分析母线所属的变低开关、 主变和剩余主变的信息， 并计算所述剩余主 变的负载率； S36、 根据步骤S3 3‑S35分析， 生成所述1 10kV主变的备自投电源分析 结果表。 4.根据权利要求1所述的基于沙盘推演的电网风险分析与 预警方法， 其特征在于， 所述 根据所述最大负荷时刻数据和所述第二拓扑路径， 计算110kV等级线路开关、 变高开关和 10kV等级变低开关的负载率， 具体包括： 10kV等级变低开关的负载为： 所 供10kV母线下 所有10kV馈线电流之和， 除以开关限值； 110kV等级线路开关和变高开关的负载率为： 所供10kV母线下所有10kV馈线电流之和， 除以数值1 1后再除以开关限值。 5.根据权利要求1所述的基于沙盘推演的电网风险分析与 预警方法， 其特征在于， 所述 运行方式调整， 包括： 开关负荷方向调整以及转移负荷计算； 其中， 所述 开关负荷方向调整， 具体包括： 当所述开关负荷存在正负方向时， 则按照预设规则进行手动设置， 所述预设规则为： 设 置110kV线路220kV变电站侧开关为正； 设置变高为正、 变低为负； 110kV线路开关通过上下 级开关判断， 若上级负荷开关为负， 则 设置所述开关负荷为正， 若上级负荷开关为正， 则 设 置所述开关负荷为负； 所述转移负荷计算， 具体包括： 计算所述第 一拓扑路径和所述第 二拓扑路径中的所有变高、 变中、 变 中、 变低及线路开 关的负荷， 结合所述第二拓扑路径， 往下递归查询， 查询每个开关所供的10kV母线， 再通过 关联10kV母线下 所有的10kV馈线， 计算 开关负荷。 6.根据权利要求1所述的基于沙盘推演的电网风险分析与 预警方法， 其特征在于， 步骤 S2之后， 还 包括： 当运行方式调整失败时， 则查询所述第一拓扑路径不存在于所述第二拓扑路径的35kV 线和10kV母线， 取并集， 获得失压母线。 7.一种基于 沙盘推演的电网风险分析与预警系统， 其特 征在于， 包括： 初始化模块， 用于基于SCADAS系 统的遥测数据， 获取待分析电网中各设备的实时运行 信息， 将所述实时运行信息填充至空白潮流图， 生成待分析电网实时的电网潮流图； 调整模块， 用于对所述电网潮流图上的待分析设备的运行方式进行调整， 获取运行方 式调整前 的第一拓扑路径， 根据所述第一拓扑路径确定运行方式调整所影响的区域范围， 根据所述区域范围确定调整后的第二拓扑路径， 对所述第一拓扑路径和所述第二拓扑路径 进行比较分析， 确定运行 方式调整是否成功； 风险分析模块， 用于当运行方式调整成功时， 获取所述区域范围的线路设备， 对所述线 路设备进行N ‑1故障分析， 当所述线路设备发生N ‑1故障时， 获取N ‑1故障导致失压的站点、 负荷数、 用户数和重要用户， 从而确定故障事件的严重等级， 当所述严重等级 大于预设等级 时则进行预警处理； 其中， 所述线路设备包括： 110kV主变、 110kV线路、 110kV母线、 220kV主 变和220kV母线； 重过载分析模块， 用于当运行方式调整成功时， 获取待分析电网在预设历史周期内的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115408579 A 3