考虑节点的桥重要度的城市电网结构脆弱性分析

电网中存在某些具备"桥"特征的节点,此类节点连通若干重要的分区,但因其自身节点度数较低,往往不易被识别。为了分析电网结构脆弱性,本文定义了节点的桥重要度,该指标综合考虑节点度数和所连接线路的相对重要程度,解决了当节点度数相同时无法判断相对重要程度的问题。同时,仅需网络的局部结构信息即可判断出其中更重要的"桥节点"。以天津电网2018年冬季运行方式为例,进行电网结构脆弱性分析。仿真结果表明所提出的桥重要度比节点度数、介数等拓扑特征指标,更能反映出电网结构上的薄弱环节,特别是能够辨识出电力输送通道上关键的桥节点,对电网规划及运行具有指导意义。     

大电网脆弱性评估的潮流介数分析方法

针对复杂大电网局部故障后其脆弱性有效定量分析难的问题,将潮流介数理论应用于大电网脆弱性评价分析,并对其可行性进行定量分析。首先,基于复杂网络理论,分析了大电网的拓扑结构,确定了大电网具有小世界网络和无标度网络的特性,即电网的拓扑结构是脆弱的且具有关键的脆弱节点。其次,根据电网在当前运行状态下的潮流分布,根据节点和支路在电网中的参与程度,引入物理背景更加符合电力系统背景的潮流介数概念,对节点和支路在电网功率传输中的重要作用进行科学的量化,在此基础上,构建了大电网局部故障阶段结构脆弱性评价指标。最后,仿真分析IEEE 30节点系统,验证其作为电网网络脆弱性评估指标的可行性,以及证实与拓扑介数指标相比较,潮流介数能较好评估电网在稳态运行中发生局部故障的脆弱性。     

加权拓扑模型下的小世界电网脆弱性评估

电网连锁故障机理研究是目前的热点,该文构造基于线路电抗的加权电网拓扑模型,提出计算加权电网平均距离的算法,改进基于节点负荷平衡的连锁故障动态模型,并提出新的电网脆弱性评估指标。在实际电网上验证加权电网拓扑模型和故障模型的合理性。对电网加权模型分析表明,电网的加权模型不仅保持了小世界特性,在反映节点重要程度和实际电力系统运行状态等方面都优于无权模型;在改进的故障模型上的仿真结果表明,小世界电网对关键节点的依赖性远大于对普通节点的依赖性,外界影响因素不能从根本上改变其本身固有的结构脆弱性,合理安排电网的结构将更有助于增加电网的可靠性水平和稳定性水平。     

基于功率介数的电网关键环节辨识

综合功率输送关系、电网拓扑结构和系统运行状态,提出了功率介数的概念。根据网络连通性及功率输送分配关系,分别定义了线路功率介数和节点功率介数。通过关键线路断线或过负荷的连锁攻击进行有效性校验。以IEEE 39节点系统作为测试算例,计算线路的功率介数和节点功率介数并进行排序,按照排序结果对这些元件进行攻击,验证了这些高功率介数元件确为网络中的脆弱环节。分别以网络效能函数和潮流熵进行静态攻击稳定性校验,校验结果表明电气元件的功率介数越高对电网运行的影响就越大。     

基于容量介数指标的电网脆弱线路识别

提出关于线路容量的介数指标和网络效能指标,来识别电网脆弱线路,进而研究大电网发生连锁故障的传播机理。该方法不仅强调了电网拓扑结构对连锁故障传播的影响,还考虑传输线路的容量和网络效能指标,弥补了拓扑介数指标只考虑电网结构,没有结合电气参数的不足,因此能更好地揭示电网的脆弱环节。通过对IEEE39节点系统计算并与以往研究成果进行对比。研究表明电网中负荷较重且处在重要传输通道上的线路较脆弱,如果这些线路受到攻击很可能引起大停电事故。     

基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识

快速、准确和全面地辨识关键线路对预防连锁故障、保障电网安全稳定运行具有重要意义。提出一种基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识方法,该方法首先建立电网有向加权拓扑模型,然后基于源流路径链生成算法,搜索源流节点对间的所有潮流传输路径。根据输电介数的定义,计算各线路的输电介数并排序,按照排序结果辨识电网关键线路。最后,通过对IEEE39节点的算例测试,验证了所提算法的有效性和准确性。     

基于熵权-层次分析法综合指标的电网关键线路辨识

为准确辨识电网关键线路,首先从电网状态角度考虑,计及电网节点类型与线路负载率,基于泰尔熵理论提出电压变化量泰尔熵和潮流变化量泰尔熵;然后为使评估结果更符合复杂网络与实际电网结构模型,提出最大流传输贡献介数和平均接近中心性指标;最后结合熵权法和层次分析法对指标进行权重分配,得到既兼顾电网状态变化和电网拓扑结构,又结合客观数据并考虑主观经验的关键线路评估综合指标。通过IEEE 39节点标准系统进行测试,验证该综合指标的可行性和实用性。     

基于电抗加权介数指标的电网脆弱线路识别

基于小世界网络模型,提出了依据输电线路的介数值指标来衡量电网的脆弱性的新方法.介数值是由潮流分析中的线路电抗值决定的,因此在分析中赋给电抗值较小的线路较高的介数值.给出了基于小世界拓扑模型的电网线路介数值指标及脆弱线路辨识的算法,并通过故障仿真验证结果,证实了方法的有效性和实用性.分析了IEEE 118节点系统,证实新的介数指标能辨识系统中的关键线路.     

基于电抗加权介数指标的电网脆弱线路识别

基于小世界网络模型,提出了依据输电线路的介数值指标来衡量电网的脆弱性的新方法。介数值是由潮流分析中的线路电抗值决定的,因此在分析中赋给电抗值较小的线路较高的介数值。给出了基于小世界拓扑模型的电网线路介数值指标及脆弱线路辨识的算法,并通过故障仿真验证结果,证实了方法的有效性和实用性。分析了IEEE 118节点系统,证实新的介数指标能辨识系统中的关键线路。     

基于电气介数的复杂电网脆弱线路辨识

提出了基于直流潮流计算的电气介数和新的网络效能指标,来辨识复杂电网中的脆弱线路。该电气介数克服了电抗加权拓扑介数假设"发电-负荷"节点间潮流沿最短路径或最有效路径传播的缺点,且考虑了发电容量和负荷容量及其分布的影响。引入了考虑电气距离和容量分布的网络效能指标来表征故障后的网络效能。由IEEE39节点和IEEE118节点的数值仿真可知,高电气介数线路通常属于长程连接,处于重要的输电通道上,对这些线路的蓄意攻击,电网效能迅速下降,证实了电气介数能辨识复杂电网中的脆弱线路。     

基于复杂网络理论的电网分区及断面搜索方法

首先,为了解决传统边介数理论中电网潮流传输仅走最短路径的缺点,提出了加权极大边介数的概念,该指标在一定程度上结合了电网拓扑和当前运行方式对分区的影响,使得分区方法更适用于实际电网;进一步,提出了分区终止判据,有效地利用了关键支路,在减少了计算量的同时防止了孤立节点单独成区的现象发生;最后,在电网分区的基础上搜索割集得出断面。在某实际电网中的应用验证了该算法在关键断面搜索中的可行性。与现有的断面搜索方法相比,该算法能搜索出更薄弱的断面,并且不依赖于过载支路的选取,也不要求计算网络的所有割集,更适用于实际电网。     

基于改进复杂网络模型的电网关键环节辨识

为了更好地揭示电网复杂形态下的特性以及辨识可能触发电网大规模事故的关键环节,通过功率传输路径、功率加权传输距离、路径传输能力的定义对已有的电网复杂网络模型进行改进,使之符合电网基本电气规律和满足物理特性约束。进而基于改进的电网复杂网络模型建立了包含距离度、能力度、枢纽介数、距离介数和能力介数的电网关键节点和支路的评价指标集,使之能准确考虑节点和支路在电网结构和运行中的地位和作用。利用所述模型对IEEE典型系统以及某省级电网进行建模和关键环节辨识,取得了较好效果,并通过与现有方法的对比验证了算法的合理性与有效性。     

基于潮流冲击熵的加权拓扑模型在电网脆弱性辨识中的应用

电网脆弱性不仅与电网的拓扑结构有关,还与电网的电气特征紧密相连。为了辨识出电网的脆弱环节,基于支路开断的潮流冲击熵,提出了一种电网脆弱性辨识的新方法。定义了支路和节点脆弱强度指标,建立了基于潮流冲击熵的加权拓扑模型,由此得出了线路和节点的加权介数指标,结合脆弱强度和介数指标,提出了综合脆弱度指标,该指标综合考虑了电网拓扑结构与电气特征的影响,且加权介数的引入能够对电网脆弱性进行辨识起到放大的作用。由算例结果可以发现,文中定义的综合脆弱度指标能够有效克服从单一角度对电网进行脆弱度评估,提高了辨识的准确度与精度,说明了该脆弱性辨识方法的有效性与合理性。     

带宽加权的电力通信网节点重要性评价方法

针对电力通信网节点重要性评估问题,文章提出一种带宽加权的节点重要性评价方法。该方法利用节点的直接影响力和间接影响力共同构造节点的重要性测度指标,并用电力通信网的带宽作为权值,建立了电力通信网的有权网络模型。通过仿真实验对典型网络和实际网络中节点重要性进行计算和排序,并与收缩法相对比,验证了本文方法在电力通信网中的实用性以及在时间复杂度上的优越性。     

基于熵权-层次分析法综合指标的电网关键节点辨识

计及电网线路负载率等级, 基于泰尔熵理论考虑潮流变化的分布不均衡性, 文中提出节点状态关键度指标。为使评估结果更符合复杂网络与实际电网结构模型, 文中提出最大流传输贡献介数和接近中心性指标。文中结合熵权法和层次分析法对指标进行权重分配, 得到既兼顾电网状态变化和电网结构, 又结合主观经验并考虑客观数据的关键节点评估综合指标, 从而准确辨识电网关键节点。通过IEEE39节点标准系统进行测试, 验证文中综合指标的可行性和实用性。     

基于综合重要度的电网关键线路辨识方法

更加精准快速识别出电网关键线路，对提高电网运行的稳定程度以及预防电网连锁故障具有重要意义。文章首先基于复杂网络理论提出改进潮流介数指标，从结构角度判别系统受到功率扰动后线路的脆弱程度；然后基于熵理论，提出计及线路负载率的加权潮流转移熵指标，克服原有指标中只考虑转移潮流分布均匀性的不足；最后建立包括以上2种指标的综合重要度评估指标，更加全面地衡量线路在电力系统中的重要程度。通过对IEEE 39节点系统进行仿真，得出了不同攻击方式下系统的改进网络传输效率变化曲线图，证明了综合重要度指标的有效性，对预防电力系统连锁故障具有重要意义。     

基于等级划分隶属度函数的脆弱节点综合评估

复杂配电网中脆弱节点的评估日益困难,为有效建立评估指标等级的联系量化关系,提出一种等级划分的隶属度函数来刻画评估指标各等级之间的脆弱特性。首先,根据配电网的拓扑结构与实际运行工况,提出节点级数、有功度数以及基于负荷冲击、故障断线的电压增量严重度4个指标来分析整个配电网,根据指标变化的离散程度,采用熵权法来确定各指标的权重。然后,采用一种基于等级划分的隶属度函数,对脆弱节点的各项指标建立隶属等级模型。最后,通过隶属矩阵运算方法,计算配电网各节点的脆弱度值,来辨识配电网的薄弱环节。算例结果表明,所提出的综合脆弱度评估体系符合实际情况,能够有效辨识配电网中的脆弱节点,同时验证此脆弱度评估体系地合理性和实用性。     

考虑配电网级联故障的分布式电源选址方法研究

近年来,大规模停电事故的频繁发生凸显了提高电网鲁棒性的必要性。借助于复杂网络分析方法,充分考虑配电网的潮流特征并建立级联故障模型,在此基础上研究发电节点的选址方法对配电网在级联故障条件下的鲁棒性的影响。首先,提出了基于节点介数和节点度的电源选址方法,并与随机选址进行比较。实验结果表明,基于节点介数和节点度的选址方法得到的网络鲁棒性更高。其次,利用粒子群算法进一步优化电源位置。实验结果显示,与基于节点介数和节点度的方法相比,粒子群算法能够得到更高的电网鲁棒性,但是计算开销也更大。进一步,从节点负荷均衡的角度提出了受限粒子群算法,有效提高了粒子群算法的运算效率。最后,研究了电网拓扑结构性质对电源选址问题的影响。实验结果表明随着网络异质性的减弱,选址方法的效果先增加后减小。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于复杂网络的综合能源系统脆弱环节辨识

综合能源系统的脆弱环节辨识对于系统的安全经济运行具有重要意义,复杂网络理论为系统的脆弱环节辨识提供了思路。将应用于电网的带权重的线路介数概念引入到综合能源系统中,并根据综合能源系统特点进行了2点改进。在改进的带权重线路介数的基础上定义了带权重的节点介数。采用基于能源集线器的综合能源系统进行了脆弱性分析,衡量了脆弱环节受到破坏时对系统的影响。通过观察不同攻击策略下系统表现出的脆弱性,验证了所提方法的有效性。