[0001] 本发明涉及电力系统安全稳定评估技术领域，尤其涉及极端天气灾害下电网恢复力评估方法及系统。

[0002] 电力系统的稳定运行对于保障国家经济安全和社会生活秩序具有不可替代的作用，然而随着全球气候变化的影响日益加剧，极端天气事件的发生频率和强度都有了显著增加，这给电力系统的安全运行带来了前所未有的挑战。台风、山火、覆冰以及暴雨等自然灾害不仅可能导致输电线路、变电站等关键设施的物理损坏，还可能引发连锁反应，导致局部乃至大范围的停电事故，严重影响民众的生活质量和工业生产的连续性。

[0003] 面对此类极端天气灾害，现有的电网恢复策略多依赖于事后响应，缺乏对潜在故障情景的有效预测和量化分析。这种被动应对模式难以满足快速复电的需求，尤其是在灾害发生初期，由于信息获取的滞后性和不确定性，往往无法准确评估电网受损程度及其恢复能力，进而影响到应急资源的合理调配和高效利用。此外，传统的评估方法主要集中在电网静态性能的分析上，对于动态变化条件下的恢复过程考虑不足，未能充分考虑到极端天气灾害对电网结构和运行状态的影响，因此，在实际应用中存在较大局限性。

[0004] 针对上述问题，亟需开发一种能够适应极端天气灾害特点的电网恢复力评估方法，为保障电力供应安全提供强有力的技术支持。

[0045] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

[0046] 实施例1

[0047] 参照图1为本发明的一个实施例，提供了极端天气灾害下电网恢复力评估方法，如图1所示具体包括以下步骤：

[0048] S100：获取电网运行基础数据和极端天气灾害下应对预想故障的电网恢复数据；

[0049] S200：基于电网运行基础数据和极端天气灾害下应对预想故障的电网恢复数据进行发电能源多样性评估、电源保存率评估、应急电源可用率评估、供电能力评估以及路径有功功率裕度评估；

[0050] S300：对评估的结果进行加权求和得到极端天气灾害下电网恢复力的综合评估结果。

[0051] 应说明的是，本发明提供极端天气灾害下电网恢复力评估方法及系统，通过整合电网运行基础数据与极端天气灾害下应对预想故障的恢复数据，运用先进的数据分析方法，实现了从发电能源多样性、电源保存率、应急电源可用率、供电能力及路径有功功率裕度等多个维度对电网恢复力进行全面而深入的评估，不仅能够精准识别电网中的潜在薄弱环节，为应急资源的合理配置提供科学依据，而且通过量化极端天气灾害对电网恢复能力的影响，有助于制定更加有效的预防措施和应急响应计划，从而显著提高电网抵御自然灾害的能力，减少因灾停电造成的经济损失和社会影响，展现出重要的理论价值和实际应用价值。

[0052] 在本申请实施例中，上述步骤S100包括以下子步骤A1‑A2；

[0053] 在A1中：通过电力公司自动化系统获取电网运行基础数据，包括但不限于电网拓扑、电网发电能源种类及数量、电源各项技术参数(如最大有功功率、启动功率、最小技术出力等)、负荷情况等；

[0054] 在A2中：通过电力公司自动化系统获取极端天气灾害下应对预想故障的电网恢复数据，包括但不限于：停电后电网恢复阶段各时段的电源发电类型、数量及提供的功率，各时段负荷恢复情况，各时段线路恢复情况及传输功率等。

[0055] 需要说明的是，上述步骤S100确保了后续评估工作的数据完整性和准确性，为发电能源多样性、电源保存率、应急电源可用率、供电能力及路径有功功率裕度等多维度评估提供了坚实的数据基础，有效提升评估结果的可靠性和实用性，有助于更精准地识别电网薄弱环节，指导应急资源的合理配置与紧急调整。

[0056] 在本申请实施例中，上述步骤S200包括以下子步骤B1‑B5；

[0057] 在B1中：进行发电能源多样性评估；

[0058] 具体的，电网在停电后t时段的发电能源多样性指标Gt的计算为：

[0059]

[0060] 其中，M为用于发电的能源类型数量，m为能源类型序号，如化石能源、新能源、核能分别用m＝1、m＝2和m＝3代表，Pm,t为停电后t时段通过第m类能源发电的有效可供电功率，即可以为负荷供电的常规电厂额定出力、可以为负荷供电的新能源电厂最大可能出力、可接入电网为负荷供电的移动应急电源等，Nm表示第m类能源体系中的能源品类数量， 为第q种能源品类在停电后t时段的有效可供电功率占第m类能源发电有效可供电功率的比重；

[0061] 应说明的，通常电力系统的发电能源包括煤、石油、天然气、太阳能、水能、风能、核能等。接入电网的能源种类多样，且能源持续互补性好，更有利于提高电网恢复能力，因此Gt越大，电网恢复力越强。

[0062] 在B2中：进行电源保存率评估包括：

[0063] 具体的，电网在停电后t时段的电源保存率PSt的计算为：

[0064]

[0065] 其中，NG,t为停电后t时段电网中可提供有效可供电功率的电源数量，包含邻近电网送电、分布式电源、应急电源等，Pk,t为停电后t时段电网中第k个电源的有效可供电功率，NBG为停电前电网性能完好时可提供有效可供电功率的电源数量，Pg为停电前电网性能完好时的第g个电源的有效可供电功率；

[0066] 应说明的，PSt越大，电网恢复力越强。

[0067] 在B3中：进行应急电源可用率评估包括：

[0068] 具体的，电网在停电后t时段的应急电源可用率EPSt的计算为：

[0069]

[0070] 其中，NEPS为电网中具有应急电源接入条件的节点数量，PEPS,t为停电后t时段可连接至接入点的应急电源可用功率，NPS为电网的总节点数，PLR,t为停电后t时段电网内总待恢复负荷需求功率；

[0071] 应说明的，若停电区域含有应急电源，此时应急电源有利于提高电网停电时的供电恢复能力，因此EPSt越大，电网恢复力越强。

[0072] 在B4中：进行供电能力评估包括：

[0073] 具体的，电网在停电后t时段的供电能力指标PSCt的计算为：

[0074]

[0075] 其中， 为停电后t时段电网的带电域数量， 分别为停电后t时段带电域p内的待恢复负荷数量、电源数量，Pp,l,t为停电后t时段带电域p中的第l个待恢复负荷的需求功率，Pp,g,t为停电后t时段带电域p中的第g个电源的可用功率；

[0076] 应说明的，供电能力指标反映了电网在停电后的供电能力，PSCt越大，电网恢复力越强。

[0077] 在B5中：进行路径有功功率裕度评估包括：

[0078] 具体的，电网在停电后t时段的电网送电路径有功功率裕度PSPt的计算为：

[0079]

[0080] 其中，NTL,t为停电后t时段电网中连通完好的线路数量， 为停电后t时段电网中第tl条线路传输有功功率上限， 为停电后t时段电网中第tl条线路实际传输有功功率。

[0081] 需要说明的是，上述步骤S200通过对电网运行基础数据和极端天气灾害下应对预想故障的恢复数据进行深入分析，实现了从发电能源多样性、电源保存率、应急电源可用率、供电能力及路径有功功率裕度等多个维度对电网恢复力的全面评估，不仅能够细致地考察电网在遭受极端天气灾害后的整体恢复状况，还能精确识别出哪些方面是电网恢复过程中的关键因素和潜在瓶颈，为电网的优化设计、应急资源配置及灾难恢复策略的制定提供了科学依据和技术支持，极大地增强了评估结果的应用价值和指导意义。

[0082] 在本申请实施例中，上述步骤S300包括以下子步骤C1；

[0083] 在C1中：将发电能源多样性评估、电源保存率评估、应急电源可用率评估、供电能力评估以及路径有功功率裕度评估的结果进行加权求和后得到极端天气灾害下电网恢复力的综合评估结果REt，表示为：

[0084] REt＝α1·Gt+α2·PSt+α3·EPSt+α4·PSCt+α5·ESPt

[0085] 其中，α1、α2、α3、α4、α5为权重系数，可根据实际情况调整。若对发电能源多样性、电源保存率、应急电源可用率、供电能力、路径有功功率裕度无明显关注偏好，则建议取α1＝α2＝α3＝α4＝α5＝0.2。

[0086] 需要说明的是，上述步骤S300实现了对极端天气灾害下电网恢复力的综合量化，不仅能够将各个独立的评估指标整合起来，形成一个全面反映电网恢复能力的整体指标，还能够根据各指标的重要性和影响程度赋予不同的权重，使得评估结果更加客观、合理，为电网运营商提供了科学的决策依据，有助于精准识别电网的薄弱环节并提前做好应急准备，极大提升了电网应对极端天气灾害的能力和效率。

[0087] 上述为本实施例的极端天气灾害下电网恢复力评估方法的示意性方案。需要说明的是，该极端天气灾害下电网恢复力评估的系统的技术方案与上述的极端天气灾害下电网恢复力评估方法的技术方案属于同一构思，本实施例中极端天气灾害下电网恢复力评估系统的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述极端天气灾害下电网恢复力评估方法的技术方案的描述。

[0088] 本实施例中还提供极端天气灾害下电网恢复力评估系统，包括：

[0089] 数据获取模块，用于获取电网运行基础数据和极端天气灾害下应对预想故障的电网恢复数据；

[0090] 分组评估模块，用于基于电网运行基础数据和极端天气灾害下应对预想故障的电网恢复数据进行发电能源多样性评估、电源保存率评估、应急电源可用率评估、供电能力评估以及路径有功功率裕度评估；

[0091] 恢复力综合评估模块，用于对评估的结果进行加权求和得到极端天气灾害下电网恢复力的综合评估结果。

[0092] 上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

[0093] 本实施例还提供一种计算设备，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现极端天气灾害下电网恢复力评估方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

[0094] 本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的方法。

[0095] 本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。

[0096] 通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(ReadOnly，Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

[0097] 实施例2

[0098] 参照图2，基于上一个实施例，本实施例提供了极端天气灾害下电网恢复力评估方法及系统的应用实例，为对本方法中采用的技术效果加以验证说明。

[0099] 如图2所示为以电网为例进行模拟极端天气故障后负荷恢复过程示意图，正常运行时，发电机G1为system1供电，发电机G2为system2供电，两个系统之间通过35kV侧QF101和10kV侧QF109常开的备用联络线相连，且每个系统内部都备有常开的母联开关和备用连接线路。

[0100] 场景1：受极端天气灾害影响，G1处35kV出线故障，图2中红色叉号表示，system1区域的负荷全部停电。表1为可供电电源容量及类型，表2为应对场景1的恢复方案。

[0101] 表1：可供电电源类型及容量。

[0102]

[0103] 表2：场景1电网恢复方案。

[0104]

[0105] 场景2：受极端天气灾害影响，G1和G2处35kV出线均故障，图中紫色叉号表示，system1和system2区域的负荷全部停电。system1中DG3为风力发电机，受风力影响输出功率波动较大，DG2无法维持DG3的功率波动，因此，system1的孤岛恢复方案与场景1一致。system2恢复方案如表3。

[0106] 表3：场景2电网system2恢复方案。

[0107]

[0108] 根据发电能源多样性评估、电源保存率评估、应急电源可用率评估、供电能力评估以及路径有功功率裕度评估的过程，计算电网恢复力，结果如表4所示。

[0109] 表4：恢复力评估结果。

[0110]

[0111] 由表4可知，电网在场景1下的恢复力优于场景2。因此本发明提供的极端天气灾害下电网恢复力评估方法，通过整合电网运行基础数据与极端天气灾害下应对预想故障的恢复数据，运用先进的数据分析方法，实现了从发电能源多样性、电源保存率、应急电源可用率、供电能力及路径有功功率裕度等多个维度对电网恢复力进行全面而深入的评估，不仅能够精准识别电网中的潜在薄弱环节，为应急资源的合理配置提供科学依据，而且通过量化极端天气灾害对电网恢复能力的影响，有助于制定更加有效的预防措施和应急响应计划，从而显著提高电网抵御自然灾害的能力，减少因灾停电造成的经济损失和社会影响，展现出重要的理论价值和实际应用价值。

[0112] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，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精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

[0113] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

[0114] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

[0115] 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。

[0116] 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。

[0117] 尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

[0118] 显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。