一种基于大数据的电网安全风险评估系统的制作方法

本发明属于电网安全风险评估领域，具体是一种基于大数据的电网安全风险评估系统。

背景技术：

1、电网可靠性反映了电力工业对国民经济电网需求的满足程度，是电网系统安全经济运行的重要保证。

2、现有技术对电网安全风险的评估主要针对于分析输变电设备的运行状况，进而评估电网的风险状况，但此方法并不适用于分析沿海城市的电网运行状况，因沿海城市每年都会受到台风的侵袭，每次台风都会对当地的电网造成不小的破坏，故仅分析输电设备的运行状况去评价电网的运行风险，不够精准。

3、因此本发明提供了一种基于大数据的电网安全风险评估系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于大数据的电网安全风险评估系统，用于解决现有技术考虑因素较单一，对沿海城市的电网运行状况分析不精准的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于大数据的电网安全风险评估系统，包括风险评估模块，以及与之相连接的数据采集模块和预警模块；

3、数据采集模块：用于采集台风信息和输电设备信息；其中，台风信息包括台风坐标和台风数据；输电设备信息包括设备坐标和运行数据；

4、风险评估模块：用于建立区域电网数字孪生模型，以及评估区域电网的风险等级。

5、优选的，所述建立区域电网数字孪生模型，包括：

6、步骤一：基于输电设备信息和台风信息，将输电设备定位至电网gis系统里，建立输电设备图层和台风图层；

7、步骤二：从历史数据中提取台风信息、输电设备的运行数据和预警信息对电网gis系统进行仿真验证得到电网数字孪生模型；其中，预警信息包括台风预警和输电设备预警。

8、本发明通过将输电设备精确地理位置信息与台风路径在gis系统中叠加，可以直观地识别哪些电网设施直接位于或接近台风影响区域，从而快速准确地评估特定设备面临的灾害风险等级，预先调度抢修资源和物资，确保在台风过后能迅速到达受影响最严重的区域，进行高效修复工作；同时，也能优化日常维护计划，针对易受台风影响的关键设备加强维护。

9、优选的，所述评估区域电网的风险等级，包括：

10、从区域电网的数字孪生模型中提取台风信息和输电设备信息，评估台风风险等级和输电设备风险等级；

11、通过公式fxd＝tfd×σsbd计算得到区域电网的风险等级fxd；其中，tfd为台风风险等级；sbd为输电设备的风险等级。

12、本发明该方法综合考虑了自然因素台风风险和输电设备状况，实现了对区域电网风险的全面评估。既考虑了反映电网在面对自然灾害时的真实脆弱性；同时考虑了所有相关设备的状况，强调了台风和设备状态对整体电网风险的累积效应。如某一区域的输电设备普遍老旧或维护不良，即使台风风险不高，该区域的整体风险等级也可能被显著抬升，促使管理部门优先关注并改善这些薄弱环节。

13、优选的，区域电网根据台风波及的范围划分为有台风区域和无台风区域；其中，无台风区域平均划分为若干区域电网，且无台风区域的台风风险等级tfd＝0。

14、优选的，所述评估台风风险等级，包括：

15、将台风数据分别与对应阈值范围进行比较，进行异常等级划分；

16、通过公式计算得到台风风险等级tfd；其中，gdk为台风的异常等级且gdk≠0；k为台风数据，k＝0，1，…，a，a为正整数。

17、优选的，所述将台风数据分别与对应阈值范围进行比较，进行异常等级划分，包括：

18、当台风数据在对应阈值范围内，则台风数据正常，表示无异常，不计算台风的风险等级；

19、当台风数据与对应阈值范围中最值之间的差值小于风险差值阈值，则台风数据异常，gdk＝1；

20、当台风数据与对应阈值范围中最值之间的差值大于或等于风险差值阈值，则台风数据异常，gdk＝2；且异常程度从大到小为gdk＝2>gdk＝1。

21、本发明通过设定阈值范围和风险差值阈值，为台风数据的异常程度提供了一个清晰、量化的评价体系，得到台风风险等级，可以更有针对性地制定预防措施和应急响应计划。高风险等级提示需要采取更高级别的防御措施，而低风险等级则可能只需常规监控，从而合理分配资源，提高防灾减灾效率。

22、优选的，评估所述输电设备的风险等级，包括：

23、分析输电设备的性能指数；基于性能指数与指数阈值的比较，划分故障等级；

24、统计电网区域中相同类型且相同故障等级的输电设备数量，标记为bli；通过公式sbd＝σi(σj(j×bli))计算得到输电设备风险等级sbd；其中，j为故障等级，且j≠0；i为输电设备的编号，i＝0，1，…，n；n，m为正整数。

25、优选的，所述分析输电设备的性能指数，包括：

26、提取输电设备的运行数据，将各运行数据与对应阈值范围的中值进行差值处理，得到运行数据差值，标记为csy；通过公式xnz＝e-∑(αy╳csy)计算得到输电设备的性能指数；其中，αy为权重系数；y为运行数据，y＝0，1，…，r，r为正整数；∑对y求和；阈值范围中值为阈值范围中最值之间的均值；最值包括最小值和最大值。

27、本发明综合考虑不同运行参数的重要性，对设备性能进行更全面且均衡的评估；基于设备性能指数与阈值的比较来划分故障等级，能够及时识别设备的健康状况，这种动态评估机制有助于提前发现问题，减少突发故障的发生；为实施预防性维护提供数据支持，减少因设备故障导致的大规模停电事件，提升电网的稳定性和可靠性。

28、优选的，所述基于性能指数与指数阈值的比较，划分故障等级，包括：

29、若性能指数大于或等于指数阈值，则输电设备正常，无故障，性能较好，无需划分故障等级；

30、若性能指数小于指数阈值，则输电设备存在故障，计算性能指数与指数阈值之间的差值，若差值小于故障差值阈值，则故障等级为1；若差值大于或等于故障差值阈值，则故障等级为2；且故障程度从大到小为故障等级2>故障等级1。

31、优选的，当多个区域电网发生异常时，预警模块按照风险等级进行处理；若异常等级一样，则按存在的风险类型个数，依次进行处理；其中，异常处理完成后，警示信号将消失；风险类型包括台风风险和输电设备异常风险。

32、本发明根据风险等级进行异常处理，确保优先解决高风险问题，这一原则符合应急管理中“先急后缓”的基本原则，有助于最大限度减少损失和影响；当异常等级相同时，按照存在的风险类型个数进行排序处理，这一机制保证了处理的有序性。理论上，同时存在多种类型的风险比单一类型风险更为复杂，可能涉及更多维度的协调与应对，因此优先处理风险类型较多的区域，有助于更全面地控制局势，防止风险相互叠加造成连锁反应。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1.本发明通过台风数据评估台风风险等级，得到台风对区域电网的影响程度；通过输电设备运行数据评估输电设备的风险等级，得到输电设备的故障程度；基于台风风险等级和输电设备的风险等级可综合评估区域电网的风险程度，这种评估方式覆盖了外部因素台风和内部因素设备状，确保了对沿海地区电网风险评估的全面性，为决策者提供了全面的风险视图；且本发明基于数字孪生模型的基础上评估区域电网的风险程度，可提前预估区域电网的运行状况，进而提前采取措施，保障电网运行的安全性；

35、2.本发明从历史数据中采集台风信息和输电设备信息；并建立区域电网数字孪生模型；基于台风信息分析台风的风险等级，以及基于输电设备运行数据分析输电设备的故障等级；通过台风的风险等级和输电设备的故障等级，评估区域电网的风险等级；基于综合的风险评估结果，有助于提前预测电网运行状况，大大提高了沿海地区电网风险应对的效率和效果。