[发明专利]山火灾害下电网灭火装备动态博弈应急方法及系统

权利要求书

1.一种山火灾害下电网灭火装备动态博弈应急方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时获取待分析区域的输电线路信息、火点信息和灭火装备信息；

将山火引发输电线路的先后跳闸和灭火装备对各火点先后采取灭火措施视为动态博弈，其中，所述山火和所述灭火装备视为动态博弈中的参与人；阶段1为灭火装备灭火→阶段2为山火引发输电线路跳闸→阶段3为灭火装备灭火→阶段4为山火引发输电线路跳闸→……→阶段2n为山火引发输电线路跳闸→阶段2n+1为灭火装备灭火→……；其中，n＝1,2,3…，当灭火装备将还没有引起输电线路跳闸的火点全部扑灭时，该动态博弈结束；

采用直流最优潮流方法计算任一输电线路跳闸的情形下的最小电荷损失量作为电网的风险指标c，山火的目的是使得风险指标c最大化，灭火装备的目的是使得风险指标c最小化，基于此，将山火与灭火装备间的动态博弈构建成一个多层规划模型：

式中，xⁱ为灭火装备在动态博弈第i个阶段的决策向量，表示灭火装备在该阶段的行动中选择扑灭的火点，其中，i＝1,3,5,…；y^j为山火在动态博弈第j个阶段的决策向量，表示山火在该阶段的行动中选择攻击并使之跳闸的输电线路，其中，j＝2,4,6,…；函数c表示电网的风险指标；在灭火装备行动的阶段中k＝1,3,5,…；函数f^k表示灭火装备在该阶段行动中可以扑灭的火点数的上限等于灭火装备的数量，同时受到各灭火装备救援范围的限制；在山火行动的阶段中k＝2,4,6,…，考虑到山火引起输电线路跳闸是有一定概率的事件，函数f^k表示山火在动态博弈的该阶段行动中可以造成线路跳闸的数目上限正比于当前存在的火点的数量；

结合风险指标c以及式(1)—式(8)的动态博弈多层规划模型，以一个灭火装备在一个阶段中只能扑灭救援范围内的一个火点、已跳闸的输电线路在动态博弈的过程中不考虑重合闸、以及灭火装备在下一个阶段选择扑灭的火点时放弃已引发输电线路跳闸的火点为条件；遍历灭火装备和山火在动态博弈各阶段可能采取的策略，并计算每一种可能的情形下最终的电网风险，得到动态博弈的树形图；当待分析区域存在受山火威胁的关键输电断面时，动态博弈的树形图以处于关键输电断面中的输电线路为始；所述关键输电断面通过符合以下特征确定：①输电断面是电网的最小割集，②输电断面中各线路有功潮流方向一致；③输电断面中各线路相互之间开断灵敏度大；

采用逆向归纳法求解动态博弈，得到灭火装备在输电线路受山火威胁时当前的最优应急策略。

2.一种山火灾害下电网灭火装备动态博弈应急系统，其特征在于，包括：

第一单元：用于实时获取待分析区域的输电线路信息、火点信息和灭火装备信息；

第二单元：用于将山火引发输电线路的先后跳闸和灭火装备对各火点先后采取灭火措施视为动态博弈，其中，所述山火和所述灭火装备视为动态博弈中的参与人；阶段1为灭火装备灭火→阶段2为山火引发输电线路跳闸→阶段3为灭火装备灭火→阶段4为山火引发输电线路跳闸→……→阶段2n为山火引发输电线路跳闸→阶段2n+1为灭火装备灭火→……；其中，n＝1,2,3…，当灭火装备将还没有引起输电线路跳闸的火点全部扑灭时，该动态博弈结束；

采用直流最优潮流方法计算任一输电线路跳闸的情形下的最小电荷损失量作为电网的风险指标c，山火的目的是使得风险指标c最大化，灭火装备的目的是使得风险指标c最小化，基于此，将山火与灭火装备间的动态博弈构建成一个多层规划模型：

式中，xⁱ为灭火装备在动态博弈第i个阶段的决策向量，表示灭火装备在该阶段的行动中选择扑灭的火点，其中，i＝1,3,5,…；y^j为山火在动态博弈第j个阶段的决策向量，表示山火在该阶段的行动中选择攻击并使之跳闸的输电线路，其中，j＝2,4,6,…；函数c表示电网的风险指标；在灭火装备行动的阶段中k＝1,3,5,…；函数f^k表示灭火装备在该阶段行动中可以扑灭的火点数的上限等于灭火装备的数量，同时受到各灭火装备救援范围的限制；在山火行动的阶段中k＝2,4,6,…，考虑到山火引起输电线路跳闸是有一定概率的事件，函数f^k表示山火在动态博弈的该阶段行动中可以造成线路跳闸的数目上限正比于当前存在的火点的数量；

第三单元：用于结合风险指标c以及式(1)—式(8)的动态博弈多层规划模型，以一个灭火装备在一个阶段中只能扑灭救援范围内的一个火点、已跳闸的输电线路在动态博弈的过程中不考虑重合闸、以及灭火装备在下一个阶段选择扑灭的火点时放弃已引发输电线路跳闸的火点为条件；遍历灭火装备和山火在动态博弈各阶段可能采取的策略，并计算每一种可能的情形下最终的电网风险，得到动态博弈的树形图；当待分析区域存在受山火威胁的关键输电断面时，所述第三单元中的动态博弈的树形图以处于关键断面中的输电线路为始；所述关键输电断面通过符合以下特征确定：①输电断面是电网的最小割集，②输电断面中各线路有功潮流方向一致；③输电断面中各线路相互之间开断灵敏度大；

第四单元：用于采用逆向归纳法求解动态博弈，得到灭火装备在输电线路受山火威胁时当前的最优应急策略。