郑瑜 葛瑞利
（国网沧州供电公司 河北沧州 061000）
摘要：社会不断发展过程，电网平稳运行的重要性愈加明显。为了提高电网运行风险智能预测能力，提出一种基于虚拟现实交互的电网运行风险智能预测方法，并进行电网运行风险预测系统设计。根据电网运行风险预测的先验样本采集结果进行风险统计分析，提取电网运行的异常特征，采用高斯概率密度分布模型进行电网运行风险的概率特征分析，根据风险发生概率实现电网运行风险预测。
关键词：虚拟现实交互；电网运行风险；智能预测系统
1智能电网的概念
随着时代的不断进步，智能电网的应用愈来愈广泛。智能电网就是电网的智能化，也被称为"电网2.0"，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
2基于虚拟现实交互的电网运行风险智能预测系统
2.1电网运行风险智能预测总体设计
为了实现对电网运行风险的智能预测，首先采用统计时间序列分析方法进行电网运行风险的数据采样，电网运行风险的统计数据可以看作是一组非线性统计信息，采用非线性统计信息分析方法分析电网运行风险的特征检测，结合电网运行的运维管理结果进行风险预测与评估，采用电网的运行分布式建模方法，进行电网运行风险的分段样本检验分析，实现对电网运行风险统计信息的准确预测。电网运行风险智能预测模型设计中，首先收集原始的电网运行风险数据，采用先验概率特征分析方法进行电网运行风险的样本检验，结合对电网运行风险检测结果，建立电网运行风险管理的灰色模型，采用状态转移概率分析方法计算电网运行风险的预测值，根据预测结果进行电网运行风险的统计分析和异常特征提取，实现电网运行风险的智能预测，采用风险管理模式进行电网运行风险的运维管理分析，对电网运行风险统计信息进行状态分析，电网运行风险状态关系分为正常运行状态和异常运行状态，可用状态方程描述为：
上式中w 11和w 12分别是电网运行风险管理统计平均值和学习权系数，x j、y j分别表示电网运行风险预测的频繁项集X的期望支持数，k为电网运行风险预测最小期望支持阈值，采用相空间重构方法对电网运行风险统计信息进行出成分特征分解，采用主成分分析方法，构建电网运行风险预测的关联因子，把电网运行风险统计信息信号的解析模型分解为含有多个非线性成分的统计量，计算电网运行风险统计信息的关联系数，c jm满足：
其中根据电网运行风险预测的先验样本采集结果进行风险统计分析，对电网运行风险统计信息进行K－L变换处理，提取电网运行的异常特征，提高风险预测的准确性。
2.2故障树分析法
FTA——故障树分析法，以故障树为模型，定性分析项目潜在风险。故障树则表示在定性研究项目风险的过程中，经过对预定项目潜在风险的不同因素（一般包含：硬、软件因素，人为及环境因素等）进行分析，并做出思维框架图，然后进一步明确造成项目风险潜在起因的所有可能的构成方法的树状框架图。此分析将项目运行中可能的最坏的事情和项目状态确定为对项目进行风险研究的目标，在故障树叫做“顶事件”，从而找到造成这种状态或事件产生的各种潜在的直接原由，在故障树中叫做“中间事件”再跟踪找到造成这些中间事件产生的各种潜在的直接原由，在故障树中被叫做“底事件”。直到找到全部“原事件”——中间事件的诱因。FTA法的基础准则就是演绎，由结果找出原因，研究风险发生的诱因与结果的因果关系。这种研究方法前景广阔，可以运用的范围也很大，特别是可以有效针对相对繁杂的体系的风险分析和评价。此方法还有着形象、强逻辑的特点，分析出来的结果准确性、预测性都很好，由于它的分析过程很稳定所以能够利用微机来帮忙建树及研究，从而卓有成效地调高管理风险的效率。
2.3风险评估模型
对于工程的分析与评价是集客观与主观理念相结合的评估流程，而实际对于智能电网工程建设中潜在风险以及子因素评价往往难以定量分析。故而此次提出模糊层次分析理念。基于该理念，可以更好将专家经验等反馈至决策中，从而使得整个风险评估更为客观，其可以基于模数数值代表各个专家意见，并将所有的预备方案，对于准则的效能以及评估准则赋值，分别用数学模糊量以及模数数值进行表达。基于模糊数以及非模糊数相互结合的形式，进而获得各项指标所对应的权重系数以及各个预备方案其对应的效能指标，并通过运用模糊数排序法以及模糊数计数法，得到各个备选方案的分指标评估以及总评估相对值，最终为决策者提供客观依据。
2.4虚拟现实交互下风险预测系统软件设计
在上述进行了算法设计的基础上，进行系统的软件开发设计，提出一种基于虚拟现实交互的翻转课堂远程电网运行风险智能预测系统设计方案。在Multigen Cre-ator软件开发环境中进行电网运行风险智能预测系统的软件设计，在Multigen Creator建模软件中进行虚拟现实仿真模型设计，运行风险智能预测系统开发建立在3DStudio MAX虚拟现实视景仿真软件技术上。在电网运行风险智能预测系统的网络传输层建立在异构网，采用SIP代理服务器进行风险预测评估和智能通信管理，基于多样化top－k shapelets转换方法进行电网运行风险智能预测的虚拟现实交互，在驱动配置程序设计中装载．acf文件，进行电网运行风险智能预测系统的交叉编译控制。调用recvfrom接收客户端发送的数据，定义一个字符数组：recvBuf，用来接收数据，基于UDP服务器端进行风险预测的人机交互设计。在数据发送完成之后，调用closesocket函数关闭套接字，实现电网运行风险智能预测系统的串行总线控制，利用WEB－GIS浏览器进行信息传输和视景开发，实现电网运行风险智能预测的虚拟现实交互仿真，结合Vega Prime视景开发技术进行电网运行风险智能预测的可视化仿真程序设计。
2.5云模型简介
云模型的提出是由李毅德教授在总结概率论和模糊数学的基础上获得的。在李毅德教授提出的该模型中，针对模糊数学和概率论在处理不确定性问题方面存在的不足，提出构建可进行随机性和模糊性之间相互转换的一个映射关系。对云模型来讲，其主要是通过云的数字特征来反映。而为了计算得到云数字特征，引入期望Ex、熵En和超熵He，其具体的云模型表达式为C（E x，E n，H e）其中，E x表示为云核心，代表模糊概念的信息中心值；E n主要对定性概念的不确定性进行反映，该值越大，表示该概念所能接受的范围也就越大，随机性也就越大；H e表示为熵的不确定性。而对于H e来讲，是由E x和E n共同确定，其值越大，表示云滴的离散程度越大。
结语
智能电网建设是未来电力行业发展必然趋势，现阶段世界各国均积极致力于智能电网的研究。对于电力企业而言，在大力开展智能电网的同时，应当站在企业长远发展以及电力系统稳定可持续的角度上，综合考量智能电网工程项目建设风险，进而以更为科学合理的方式开展相关工作。未来随着人们对于资源需求越来越大，智能化电网建设将逐渐普及，对其风险评估尤为重要。
参考文献：
［1］陆兴华，郑永涛．基于非线性时间序列分析的电力系统负荷预测模型［J］．电力与能源，2016，37（2）：197－201．
［2］李建林，修晓青，吕项羽，等．储能系统容量优化配置及全寿命周期经济性评估研究综述［J］．电源学报，2018，16（4）：1－13．
论文作者:郑瑜,葛瑞利
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/28
标签：电网论文; 风险论文; 智能论文; 虚拟现实论文; 模型论文; 方法论文; 系统论文; 《云南电业》2019年6期论文;