基于脆性风险熵的复杂电网连锁故障脆性源辨识模型

复杂电网连锁故障是引发系统大停电的主要原因,其实质是脆性源被激发后系统脆性的传播过程。为研究复杂电网大停电的机理及防御措施,同时找出电网的薄弱环节,提出了一种基于复杂系统脆性理论的连锁故障脆性源辨识模型。模型从电力系统本身具有的脆性出发,用潮流熵来衡量电网所处的状态,通过脆性关联及熵增分别从元件和宏观上阐述连锁故障的传播机理。提出了脆性源的辨识方法,并综合元件脆性关联度的分析给出了对连锁故障影响较大的系统薄弱环节的判定流程,通过对连锁故障过程的模拟,用脆性风险熵来评估元件退出运行对电网状态的影响及造成的负荷切除,为连锁故障防御策略制定提供依据。以甘肃电网为例验证了模型的有效性和可行性。     

基于脆性风险熵的电力系统连锁故障预测

为研究电力系统连锁故障机理并对连锁故障传播路径进行辨识,从复杂系统的脆性角度出发,提出了线路之间脆性风险熵的计算方法,选择与故障线路脆性风险熵较大的线路作为下一级故障线路,提出了基于脆性风险熵的电力系统连锁故障预测模型。连锁故障的实质是电力系统中脆性源被激发后的脆性传播过程,随着故障的传播,元件间脆性风险熵呈增长趋势。新英格兰39节点系统的仿真结果表明,脆性风险熵的变化趋势可以为运行人员制定防御策略提供量化参考。     

考虑高风险连锁故障的PMU配置方法

针对连锁故障会导致广域测量系统(WAMS)丧失对电力系统完全可观测能力的问题,提出了一种考虑高风险连锁故障的最优相量测量单元(PMU)配置方法.首先使用隐性故障模型和风险理论对电力系统的连锁故障进行模拟仿真和统计分析,从而对系统中的高风险连锁故障进行辨识;进而通过最优PMU配置保证在单一高风险连锁故障发生的情况下WAMS能够保持对电网的完全可观测.以IEEE 39节点系统为例进行了PMU配置和分析,实验结果表明该方法在经济性和鲁棒性之间能够取得较好的平衡.     

考虑系统运行状况的电网连锁故障风险性评估

在大规模电网中,由简单故障触发的系统连锁跳闸可能会导致大停电事故.建立了一种新的电网连锁故障仿真模型,对故障在电网中的传播方式、故障关键元件的识别、系统发生连锁故障的风险和损失评估进行了研究.考虑了系统负荷状况、天气条件、继电保护隐藏故障等因素,可以得到某种运行状态下的连锁故障风险指标,并识别不同情况下引发连锁故障的关键线路,通过IEEE-RTS系统和IEEE57节点系统的计算结果对本方法进行了验证.     

基于马尔可夫过程的电力系统连锁故障解析模型及概率计算方法

提出一种基于马尔可夫过程的电力系统连锁故障解析模型及概率计算方法,该方法区分电力系统不同元件物理特性,结合系统元件所在电力系统状态信息,分析元件停运概率。在元件停运模型基础之上,考虑连锁故障演化过程中故障事件间的相关性,以及故障序列对故障概率、故障后果的影响,通过马尔可夫过程描述连锁故障转移过程,搜索系统在不同初始故障条件下的连锁故障事件,生成电力系统连锁故障全系统状态空间;与此同时,分析系统不同状态下的转移过程,通过相关元件停运模型分析系统转移概率,计算得到不同规模连锁故障的概率。最后,在RTS79系统中验证此方法,结果表明该方法可发现系统在不同初始故障下的连锁故障事件,并计算连锁故障概率,发现系统中的关键元件,以便基于此提出相应的系统改进措施,预防连锁故障发生,降低系统风险,提高电力系统供电能力。     

基于系统与元件动态交互量化分析的电力系统连锁故障事故链识别方法

针对现有的连锁故障事故链搜索方法一般只考虑线路的过负荷保护或确定性模拟保护控制的动作等不足,提出了基于系统与元件动态交互量化分析的电力系统连锁故障事故链识别方法。该方法基于事故链模型,提出关键元件保护控制动作评估指标,用于量化关键元件保护控制的动作情况。进一步根据该指标计算临界情况下关键元件保护控制的动作概率,确定连锁故障事故链的后续事件。最后,基于风险指标筛选高风险连锁故障事故链。对2017夏高峰负荷情况下的某实际电网进行仿真,结果验证了所提方法的可靠性和有效性。     

模糊层次分析法在变压器脆性分析中的应用

采用模糊层次分析法对系统脆性进行了分析.由模糊层次分析法得到了因素(或元件)的相对重要度排序矢量,通过定义脆性激发度及激发阈值,对系统的脆性是否被激发进行了理论的分析.通过分析,可以找出系统中的脆性元件或因素,可以最大程度地避免脆性的发生.最后以变压器故障的模糊层次分析为例,从变压器故障因素的相对重要度入手,找出了容易引起变压器故障的脆性因素,经检验该方法是可行的,同时说明进行系统的脆性分析是完全必要的.     

计及系统连锁故障风险的电网预防控制

电网连锁故障控制策略一般根据选定的运行条件和故障状态,采用确定性的安全校验方法进行预防控制,忽略了系统中存在的不确定因素,并且人为选定的故障方式难以完全反映系统动态特性.考虑初始故障、继电保护动作等不确定因素的影响,计及故障后元件运行状态变化对后续故障的影响,进行连锁故障的预防控制.建立了基于贝叶斯网络的连锁反应故障概率分析模型,对故障进行筛选和识别.根据系统故障发展过程中连锁故障搜索和分析情况,提出以连锁故障风险最小为目标的预防控制方法.针对IEEE30节点系统的故障演化路径求取预防控制措施,仿真结果表明控制策略能有效降低系统发生连锁反应故障的风险,预防连锁故障的发生.     

考虑系统运行状况的电网连锁故障风险性评估

在大规模电网中,由简单故障触发的系统连锁跳闸可能会导致大停电事故。建立了一种新的电网连锁故障仿真模型,对故障在电网中的传播方式、故障关键元件的识别、系统发生连锁故障的风险和损失评估进行了研究。考虑了系统负荷状况、天气条件、继电保护隐藏故障等因素,可以得到某种运行状态下的连锁故障风险指标,并识别不同情况下引发连锁故障的关键线路,通过IEEE-RTS系统和IEEE57节点系统的计算结果对本方法进行了验证。     

恶劣天气下的复杂电网连锁故障在线预警

尽管网架结构日益坚强,但部分区域电网主通道线路走廊气候条件复杂,恶劣天气导致元件发生"故障聚集"现象使电网发生连锁故障的概率大大提高。为此通过分析恶劣天气下电网连锁故障的产生机理,结合小世界理论提出了恶劣天气下复杂电网连锁故障在线预警模型。利用电网具有自组织临界性的特点提出电网临界线路的判断约束标准,通过考察系统局部元件集合性质变化的方式来预判系统整体是否存在进入自临界状态的趋势。分析认为长程连接线路是传播连锁故障的主要路径,并提出以线路介数来定义长程连接线路。预警模型对临界线路集中的长程连接线路进行预警,可为调度员预防连锁故障的发生提供依据。对中国某区域电网的仿真分析验证了理论方法的正确性和预警模型的有效性。     

利用线路残压实现站间防误

电力系统为保证电网的安全运行必须实施防误闭锁措施。对于现有的五防系统,当线路对侧的接地刀闸合入时,无法闭锁本侧断路器,即无法实现站间的防误。文中通过对不同运行方式下的线路残压进行对比分析,提出一种利用线路残压实现站间防误的方法,并且提出了对现有保护测控装置和五防系统的改造方案。该方法简单可行,能够实现站间的防误闭锁,避免站间误操作事故的发生,保障电网的安全运行。     

电网安全风险闭环管控体系构建方法设计

随着电网建设的高速发展,电网事故的影响也在逐渐扩大,电网安全引起了越来越高的重视。电网结构的多重削弱更是高风险场景之一,容易引发大面积停电事故。因此,构建电网安全风险闭环管控体系对电网稳定运行至关重要。以恩施电网7次重大、较大电网安全风险事件为实例,分析了各次电网安全风险事件发生的起因及防范方法。在归纳总结各类风险防范措施特点及实施效果的基础上,基于Pareto最优演绎构建了一种应对高风险场景的电网安全风险多闭环管控体系,对风险评估和协同防控环节实施多重闭环反馈和优化,达到规避、降低电网事故风险的目标。最后通过黄冈中、南部电网实际算例,验证了所提电网安全风险闭环管控体系的有效性。     

不并网自备电源连锁装置几种接线方式的改进

随着不并网自备电源的增加, 倒送电事故和人身触电事故相应增多。本文通过图文并茂的形式, 从两方面对上述问题进行阐述。第一, 自备电源安全隐患的提出: 通过对不并网自备电源在用电设备末端、分路、单台及多台变压器等模式下典型错误接线的列举, 一一介绍了自备电源与电网电源连锁的原理; 着重分析了在此连锁接线方式下, 如何导致倒送电事故。第二, 自备电源安全装置问题的解决: 在提出问题的基础上, 文章通过典型正确的几种连锁方案的分析, 就在保证自备电源安全可靠运行的前提下(不向电网倒送电, 自备电源与电网电源不并列运行), 如何经济、合理地设计连锁方案, 提出了行之有效的解决办法。     

网络通信系统脆性风险的模糊综合评价模型

针对网络通信系统的脆性风险问题,考虑通信网络环境资源的不确定性及其结果危害两方面因素,定义了通信系统的脆性风险和脆性风险熵的表达式,剖析脆性风险熵的主要数学特性.用Delphi法辨识出影响通信网络脆性的脆性因子,借助于层次分析法确定层次结构中脆性风险影响因素的崩溃系数,同时采用模糊综合评判的方法实现了系统脆性风险因子的量化和网络通信系统的脆性评价.通过对某一个具体通信网络进行脆性风险分析,结果说明该方法不仅可以量化通信系统的脆性风险,而且为网络通信系统的脆性评估提供了可行性的分析方法.     

广蓄电厂钥匙闭锁系统应用于常规变电站的可行性研究

介绍广蓄电厂钥匙闭锁系统,并与常规变电站五防闭锁系统进行了对比：从电网运行方式、变电设备、变电站自动化程度和工作环境的适应性等四个方面分析了广蓄电厂钥匙闭锁系统应用于常规变电站的可行性。分析了南方电网近年来涉及五防闭锁系统的恶性误操作事故,借鉴广蓄电厂钥匙闭锁系统的优点,提出了变电站五防闭锁系统的改进措施和建议。     

应用最大熵原理分析通信系统脆性风险

针对开放的通信系统脆性风险问题,采用Delphi法辨识系统的脆性风险因子,建立了基于最大熵法的通信系统脆性风险分析模型,根据已求得的系统脆性指标最小偏见的概率分布函数,对通信系统进行脆性风险分析与评价.通过通信网络实例,对随机任意一天的某一具体通信网络脆性过程进行分析,得到系统的脆性风险特性,找到影响通信系统崩溃的主要脆性因子,与实际情况比较,说明该方法是可行、实用的.结果表明,如果采取相关措施对其主要的脆性因子进行控制,可以有效地防止通信系统的崩溃,降低通信系统的脆性,且有益于指导通信系统的体系结构的设计.     

电压崩溃的风险评估方法及应用

传统的电力系统电压崩溃评估方法是确定性方法。确定性方法通常考虑较为严重但发生概率较低的事件,所以常常导致评估结果保守。风险评估方法可以综合考虑事件的发生概率和后果,有很好的发展前景。提出了一种电力系统电压崩溃的风险评估方法,并针对IEEE 14节点系统进行了应用研究。文章还通过分析并联电容器的配置容量和电压崩溃风险的关系,提出了一种根据风险曲线确定并联电容器最优配置的方法。     

变电站智能电子设备动态重构闭锁逻辑生成多代理系统

为保证变电站二次系统功能的完整和便于设备检修,智能电子设备(IED)动态重构技术逐渐得到关注。IED动态重构需要装载并解析IED配置描述(CID)文件,因管控主机保存的CID文件关联的是变电站设计时的系统结构,不能表征电力系统动态变化,为确保闭锁逻辑的正确性,需重新生成闭锁逻辑并更新相应的CID文件。利用多代理技术,管理动态重构管控主机、数据采集与监控(SCADA)主机、电力系统拓扑校验、变电站五防闭锁规则库生成软件等功能组件,构建多代理系统,完成电力系统拓扑校验和闭锁逻辑生成等任务的交互策略与协调流程,获得闭锁规则库更新CID文件,保证动态重构IED闭锁功能的正确性,能适应变电站的改造和升级,并提供更加灵活的闭锁规则管理。     

分布式光纤测温系统在电力系统中的应用

高温和火灾是电力系统中常见的事故,缺乏有效的温度在线监测是关键.传统的测温装置无法满足对温度的远距离、多点、实时的温度在线测量.而分布式光纤测温系统的研制有效地解决了这些问题,其对温度分辨率高,定位准确,响应时间短,可明显地降低事故发生率.主要介绍了基于喇曼散射的分布式光纤测温系统的基本原理、传感过程及其如何应用在电力系统的各个环节,真正实现了电力系统温度监测与报警自动化,为整个电力系统的安全运行提供保障.     

电力通信网电源风险评估系统的设计与实现

在电力通信网的构成要素中,电源系统是保障其正常运行的必要条件,其安全事件直接影响到电力通信网的系统安全,开展电力通信电源系统的风险评估工作具有重大意义。文章通过对青海省电力通信电源设备进行调查,建立起完备的指标体系,采用层次分析法规划指标重要度,提出并设计了电力通信电源风险评估系统。通过对资产重要度及面临的威胁进行分析,估计威胁可能造成的不良影响,并根据最后得出的评估结果给出维护和检修建议,可作为确定安全防范措施的依据。