本发明提供了一种预警准确的电网安全预警系统，包括电网信息采集子系统、电网脆弱性评估子系统、预警子系统和安全防护子系统，所述电网信息采集子系统用于采集电网的运行参数，所述电网脆弱性评估子系统用于根据电网的运行参数对电网的脆弱性进行评估，获取电网脆弱性评估结果，所述预警子系统用于根据所述电网脆弱性评估结果发出电网安全预警，所述安全防护子系统用于根据预警情况采取措施对电网进行安全防护，所述预警子系统包括预警模块、通信模块和用户终端，所述预警模块用于向用户终端发送预警信息，所述通信模块用于建立预警模块和用户终端之间的数据连接，所述用户终端用于接收所述预警信息。有益效果：实现了电网安全的准确预警。
1.一种预警准确的电网安全预警系统，其特征在于，包括电网信息采集子系统、电网脆弱性评估子系统、预警子系统和安全防护子系统，所述电网信息采集子系统用于采集电网的运行参数，所述电网脆弱性评估子系统用于根据电网的运行参数对电网的脆弱性进行评估，获取电网脆弱性评估结果，所述预警子系统用于根据所述电网脆弱性评估结果发出电网安全预警，所述安全防护子系统用于根据预警情况采取措施对电网进行安全防护，所述预警子系统包括预警模块、通信模块和用户终端，所述预警模块用于向用户终端发送预警信息，所述通信模块用于建立预警模块和用户终端之间的数据连接，所述用户终端用于接收所述预警信息，所述电网脆弱性评估子系统包括模型建立模块、指标确定模块和脆弱性评估模块，所述模型建立模块用于构建电网结构模型，所述指标确定模块用于确定电网的综合评价指标，所述脆弱性评估模块用于根据电网结构模型和综合评价指标对电网结构的脆弱性进行评估，所述模型建立模块用于构建电网结构模型，具体为：将电网结构表示为拓扑网络G(U，L)，其中，U＝{u1，u2，…，uN}为节点集，表示变电站，N表示节点数目，L＝{l1，l2，…，lM}为边集，表示输电线路集合，M表示输电线路数目，所述指标确定模块包括第一评价指标确定子模块、第二评价指标确定子模块和综合评价指标确定子模块，所述第一评价指标确定子模块用于确定反映电网运行状态的第一评价指标，所述第二评价指标确定子模块用于确定反映电网运行状态的第二评价指标，所述综合评价指标确定子模块根据第一评价指标和第二评价指标确定电网的综合评价指标，所述第一评价指标具体采用下式确定：上述式子中，Z1表示第一评价指标，N′表示发生故障后电网的节点数，N表示初始时刻电网的节点数；第一评价指标越大，电网运行状态越好；
上述式子中，Z2表示第二评价指标，Fl表示线路l的传输功率，D′表示发生故障后的电网，D表示初始时刻的电网；第二评价指标越小，电网运行状态越好；
上述式子中，Z表示综合评价指标；综合评价指标越大，表示电网运行状态越好。
2.根据权利要求1所述的预警准确的电网安全预警系统，其特征在于，所述脆弱性评估模块包括第一评估子模块和第二评估子模块，所述第一评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行一次评估，所述第二评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行二次评估。
3.根据权利要求2所述的预警准确的电网安全预警系统，其特征在于，所述第一评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行一次评估，具体为：计算电网综合评价指标的初始值；随机移除一定比例的节点，计算电网综合评价指标，得出移除节点比例与电网综合评价指标变化的关系，根据电网综合评价指标变化情况对电网结构的脆弱性进行评估，获取一次评估结果；
所述第二评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行二次评估，具体为：
计算节点的特征参数；计算电网综合评价指标的初始值；按照节点的特征参数从大到小，移除一定比例的节点，计算电网综合评价指标，得出移除节点比例与电网综合评价指标变化的关系，根据电网综合评价指标变化情况对电网结构的脆弱性进行评估，获取二次评估结果；
上述式子中，si表示节点i的特征参数，ρjk表示从节点j到节点k的所有最短路径的数目，ρjk(i)表示从节点j到节点k的所有最短路径中，经过节点i的数目；节点的特征参数越大，表示节点在网络中越重要。
一种预警准确的电网安全预警系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种预警准确的电网安全预警系统。
背景技术
[0002] 电网的安全稳定运行关系到国计民生与国家安全，近年来国内外频繁发生的大规模停电事故引起了人们的广泛关注。随着电网容量和规模的逐步扩大，为了增强电网的鲁棒性，不断通过高度结构化、最优的设计来实现电网现代化，电网变得越来越复杂，而复杂的系统在具有鲁棒性的同时，又增加了其脆弱性，脆弱性进一步又影响了安全性。研究表明大规模停电事故往往是由故障连锁反应引起，事故扩大发展阶段则与电网中的脆弱环节有着紧密的联系。研究电网脆弱性，对电网进行安全预警，有助于为部署电网防御策略建立稳固的基础。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明旨在提供一种预警准确的电网安全预警系统。
[0004] 本发明的目的采用以下技术方案来实现：
[0005] 提供了一种预警准确的电网安全预警系统，包括电网信息采集子系统、电网脆弱性评估子系统、预警子系统和安全防护子系统，所述电网信息采集子系统用于采集电网的运行参数，所述电网脆弱性评估子系统用于根据电网的运行参数对电网的脆弱性进行评估，获取电网脆弱性评估结果，所述预警子系统用于根据所述电网脆弱性评估结果发出电网安全预警，所述安全防护子系统用于根据预警情况采取措施对电网进行安全防护，所述预警子系统包括预警模块、通信模块和用户终端，所述预警模块用于向用户终端发送预警信息，所述通信模块用于建立预警模块和用户终端之间的数据连接，所述用户终端用于接收所述预警信息。
[0006] 本发明的有益效果为：通过对电网脆弱性进行评估，实现了电网安全的准确预警。
附图说明
[0007] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0008] 图1是本发明的结构示意图；
[0009] 附图标记：
[0010] 电网信息采集子系统1、电网脆弱性评估子系统2、预警子系统3、安全防护子系统4。
具体实施方式
[0011] 结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0012] 参见图1，本实施例的一种预警准确的电网安全预警系统，包括电网信息采集子系统1、电网脆弱性评估子系统2、预警子系统3和安全防护子系统4，所述电网信息采集子系统1用于采集电网的运行参数，所述电网脆弱性评估子系统2用于根据电网的运行参数对电网的脆弱性进行评估，获取电网脆弱性评估结果，所述预警子系统3用于根据所述电网脆弱性评估结果发出电网安全预警，所述安全防护子系统4用于根据预警情况采取措施对电网进行安全防护，所述预警子系统3包括预警模块、通信模块和用户终端，所述预警模块用于向用户终端发送预警信息，所述通信模块用于建立预警模块和用户终端之间的数据连接，所述用户终端用于接收所述预警信息。
[0013] 本实施例通过对电网脆弱性进行评估，实现了电网安全的准确预警。
[0014] 所述电网脆弱性评估子系统2包括模型建立模块、指标确定模块和脆弱性评估模块，所述模型建立模块用于构建电网结构模型，所述指标确定模块用于确定电网的综合评价指标，所述脆弱性评估模块用于根据电网结构模型和综合评价指标对电网结构的脆弱性进行评估。
[0015] 本优选实施例实现了电网的脆弱性评估，为电网安全防护和预警奠定了基础，[0016] 优选的，所述模型建立模块用于构建电网结构模型，具体为：将电网结构表示为拓扑网络G(U,L)，其中，U＝{u1,u2,…,uN}为节点集，表示变电站，N表示节点数目，L＝{l1,l2,…,lM}为边集，表示输电线路集合，M表示输电线路数目。
[0017] 本优选实施例通过建立电网结构模型，为后续电网脆弱性准确评估奠定了基础。
[0018] 优选的，所述指标确定模块包括第一评价指标确定子模块、第二评价指标确定子模块和综合评价指标确定子模块，所述第一评价指标确定子模块用于确定反映电网运行状态的第一评价指标，所述第二评价指标确定子模块用于确定反映电网运行状态的第二评价指标，所述综合评价指标确定子模块根据第一评价指标和第二评价指标确定电网的综合评价指标。
[0019] 所述第一评价指标具体采用下式确定：
[0020]
[0021] 上述式子中，Z1表示第一评价指标，N′表示发生故障后电网的节点数，N表示初始时刻电网的节点数；第一评价指标越大，电网运行状态越好；
[0022] 所述第二评价指标具体采用下式确定：
[0023]
[0024] 上述式子中，Z2表示第二评价指标，Fl表示线路l的传输功率，D′表示发生故障后的电网，D表示初始时刻的电网；第二评价指标越小，电网运行状态越好；
[0025] 所述综合评价指标具体采用下式确定：
[0026]
[0027] 上述式子中，Z表示综合评价指标；综合评价指标越大，表示电网运行状态越好。
[0028] 本优选实施例指标确定模块确定了电网运行状态的综合评价指标，便于后续对电网脆弱性进行评估，具体的，第一评价指标能够有效反映电网抵抗故障的鲁棒性，第二评价指标从电网整体的层面对电网故障传播的范围进行了评价，综合评价指标结合第一评价指标和第二评价指标，能够综合反映电网的运行状态。
[0029] 优选的，所述脆弱性评估模块包括第一评估子模块和第二评估子模块，所述第一评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行一次评估，所述第二评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行二次评估。
[0030] 所述第一评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行一次评估，具体为：
[0031] 计算电网综合评价指标的初始值；随机移除一定比例的节点，计算电网综合评价指标，得出移除节点比例与电网综合评价指标变化的关系，根据电网综合评价指标变化情况对电网结构的脆弱性进行评估，获取一次评估结果；
[0032] 所述第二评估子模块用于对电网结构的脆弱性进行二次评估，具体为：
[0033] 计算节点的特征参数；计算电网综合评价指标的初始值；按照节点的特征参数从大到小，移除一定比例的节点，计算电网综合评价指标，得出移除节点比例与电网综合评价指标变化的关系，根据电网综合评价指标变化情况对电网结构的脆弱性进行评估，获取二次评估结果；
[0034] 所述计算节点的特征参数，具体为：
[0035]
[0036] 上述式子中，si表示节点i的特征参数，ρjk表示从节点j到节点k的所有最短路径的数目，ρjk(i)表示从节点j到节点k的所有最短路径中，经过节点i的数目；节点的特征参数越大，表示节点在网络中越重要。
[0037] 本优选实施例通过脆弱性评估模块实现了电网脆弱性评估，具体的，第一评估子模块对节点进行了随机移除，实现了随机故障情况下电网的脆弱性评估，第二评估子模块通过对节点特征参数进行计算，选取特征参数大的节点进行移除，实现了蓄意攻击情况下电网的脆弱性评估，采用本发明方法确定的节点特征参数，能够准确的反映节点的重要性，保证评估的准确性。
[0038] 采用本发明预警准确的电网安全预警系统对电网安全进行预警，选取5个电网进行实验，分别为电网1、电网2、电网3、电网4、电网5，对预警效率和预警准确性进行统计，同现有预警系统相比，产生的有益效果如下表所示：
[0039] 预警效率提高 预警准确性提高
电网1 29％ 27％
电网2 27％ 26％
电网3 26％ 26％
电网4 25％ 24％
电网5 24％ 22％
[0040] 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，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
