基于改进节点电气介数的电网关键节点辨识

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于改进节点电气介数的电网关键节点辨识方法。以线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵为基础,结合节点类型的不同,计算改进节点电气介数识别电网的关键节点。综合考虑节点移除造成的负荷损失和节点受到注入功率扰动时的电网加权潮流分布熵,定义节点重要性指标衡量节点在负荷供电和功率传输中的作用,对关键节点识别结果进行检验。改进节点电气介数计算简单,克服了以往方法中假设节点间功率按最短路径传输的不足,同时考虑了线路中潮流的方向性。在IEEE39节点系统中对该方法进行验证,结果表明利用改进节点电气介数可有效识别电网负荷供电和功率传输中的关键节点。     

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。     

基于综合介数与电网传输效率的关键线路辨识

为有效辨识出电网中关键线路,提出了基于综合介数指标与电网传输效率的关键线路辨识方法。首先,在潮流介数与电网潮流分布的基础上,综合考虑了线路的功率传输裕度与故障后的潮流转移,科学量化了关键线路在电网结构与运行中的重要性与脆弱性,其物理背景更符合电力系统实际。其次,为有效验证综合介数指标所辨识出关键线路的有效性,结合网络传输效率与电网潮流的方向性,提出了电网传输效率指标。通过IEEE-39节点标准测试系统的仿真结果表明,综合介数指标能更有效的辨识出电网中的关键线路。     

考虑负荷重要度的配电网节点脆弱性分析

由于配电线路具有辐射状拓扑和开环运行状态特性,以致传统的脆弱性评估方法不再适用,而基于复杂网络理论的评价方案虽可以准确识别网络拓扑的重要节点,但是未能考虑到不同负荷等级对于脆弱性的影响,会导致脆弱性分析的结果不准确.结合配电网自身特点,给出了一种分析配电网脆弱性的改进评估方案.基于结构脆弱性分析,构建节点度、节点介数指标,使用节点注入功率和节点负荷等级进行加权,以彰显优先级别负荷的重要性;基于状态脆弱性分析,使用灵敏度分析方法构建节点电压敏感度指标.考虑到配电网元件对节点脆弱性的影响,使用风险理论构建节点故障影响度指标.运用层次分析法对各项参数进行赋权,并得出适用于配电网的综合脆弱性指标.使用IEEE 33节点算例对评估模型进行了仿真,验证了所提指标及脆弱性评估体系的可行性.     

基于综合介数的电网脆弱线路辨识

基于电网运行状态、网络拓扑结构,综合考虑可对线路脆弱性产生影响的继电保护、节点电压偏移、线路地理位置等因素,提出了能更加准确识别电网脆弱线路的综合介数方法。其中,电网运行状态由发电端和负荷端的功率输送、实时潮流及潮流裕度来监测,网络拓扑结构则通过能对线路产生作用的发电机数量及可从线路吸收功率的负荷个数并结合线路介数来分析。以IEEE39节点系统为研究对象,在得出脆弱线路排序之后,使用三种常用的连锁攻击方式进行仿真测试,通过功率传输能力的变化情况来检验分析所提综合介数的有效性。测试结果表明,所提出的综合介数方法能较好地识别脆弱线路。     

基于负荷转移系数的电气介数在电网结构脆弱性评估方法中的应用*

电网的脆弱性问题,作为电网安全问题的深入和扩展,具有重大的研究价值。基于负荷转移系数的电气介数计算方法,考虑"发电机-负荷"节点注入功率对线路潮流的影响,提出了反映当前运行方式下网架参数和运行参数的结构脆弱性评估模型及指标。该模型考虑了无功功率对支路电流的影响,以实际输出的功率作为负荷转移系数的权重,使评估结果更加精确。最后以IEEE 39节点系统为测试算例,求解各节点的结构脆弱性指标并进行排序,对排序靠前的节点分别采用随机攻击和蓄意攻击的连锁连锁故障方式,通过分析在遭受攻击后系统最大连通域的变化,验证了所提评估模型的有效性与优越性。     

计及网络传导能力与抗干扰能力的节点综合脆弱评估模型

网络元件受扰动后所表现出的脆弱程度是自身抗干扰能力与网络传导能力的综合表现。从元件间关联性出发,在熵权度数的基础上,考虑系统潮流分布情况和全局功率传输特性,构建以线路潮流与电气介数乘积为边权的改进熵权度数。同时结合节点负荷水平,提出网络传导能力模型,由此定义节点的网络重要性;根据系统安全裕度和元件关联作用,提出考虑线路过负荷以及节点失压危险的元件抗干扰能力模型,由此定义节点的故障风险性。采用综合脆弱评估模型对计及网络传导能力与抗干扰能力的节点脆弱性进行仿真计算,结果表明:所提模型在辨识元件脆弱时精准度更高,能更有效地反映系统节点在网络中的重要程度与抗扰程度,验证了模型的合理性和有效性。     

计及可靠性理论的电力系统脆弱线路评估

提出计及可靠性理论的线路改进脆弱性评估指标及方法,以识别电力系统脆弱环节从而确保安全运行与风险控制。首先,在传统电气介数基础上考虑发电节点出力与线路传输容量的影响,进而引出线路潮流介数。其次,结合电网可靠性理论,提出了线路可靠性权重并将其融入潮流介数,构建了线路改进脆弱性指标,从系统的风险累积、拓扑失效率和潮流承载能力来综合辨识脆弱环节。然后,利用输电水平参数来验证改进指标甄别结果的精准度。最后,IEEE 24节点系统的实验结果表明:对高数值改进指标线路的连续攻击将使系统输电水平骤降,体现其在电网中核心地位。     

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。     

基于潮流介数的电力系统关键线路辨识

提出线路潮流介数并将其应用于电力系统关键线路的辨识。该方法基于系统当前运行方式和潮流分布,克服了以往(加权)介数指标假设节点间功率按最短路径传输和忽略线路潮流具有方向性的弊端,能有效反映和量化线路在发电机到负荷功率传输中发挥的作用,同时考虑了发电机和负荷间最大可用传输功率对线路关键性的影响,其物理背景更加符合电力系统实际。同时,在反映关键线路故障对电力系统状态造成影响方面,提出采用层次分析法分析关键线路故障对系统线路过负荷、节点电压越限和暂态稳定性等方面造成的综合影响,验证利用潮流介数指标辨识出关键线路的相对重要程度。CEPRI 36节点数据和甘肃电网实际运行数据的仿真结果表明,所提关键线路辨识方法能够更好地反映线路在整个电网中的重要程度,验证了潮流介数在电力系统关键线路识别中的正确性和有效性。     

考虑分布式电源出力随机特性的配电网节点脆弱性评估

随着分布式电源的接入及配电网规模的不断扩大,配电网的安全性与可靠性面临挑战,配电网脆弱环节辨识问题亟待解决.考虑分布式电源出力随机性对配电网节点脆弱性的影响,建立基于拉丁超立方抽样的风电与光伏随机出力模型;基于复杂网络理论与配电网辐射状的拓扑条件提出改进节点度、改进介数等节点脆弱度指标;利用分布式电源随机出力模型的采样结果得到节点脆弱度指标的分布特性;提出基于样本修正权重的模糊综合评价方法,对考虑分布式电源出力随机性的配电网节点脆弱性进行分析.改进的IEEE 123节点系统算例结果验证了所提方法的可行性与有效性.     

基于快速密度聚类的电力通信网节点重要性评估

电力通信网的节点重要性评估是电力通信研究的一个重要议题。针对目前电力通信网节点重要性评估存在的连接权值单一以及评价指标单一等问题,利用电力通信网的带宽和距离作为权值,计算电力通信网节点的多种评价指标:节点强度、节点紧密度以及节点的介数。基于电力通信网节点的多种评价指标,利用快速密度聚类方法建立电力通信网的节点重要性评估模型,为电网通信的规划做支撑。通过快速密度聚类方法进行无监督的分类,将节点分为若干个重要性等级。该方法可以有效地改善基于距离的无监督分类方法的不足。利用某省的实际电网通信数据进行检验,验证了该方法在电力通信网中的实用性。     

基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的电网节点综合脆弱性评估

针对电网脆弱节点辨识存在的评估指标片面、不同评价方法偏差较大的问题,从系统固有拓扑结构、电网当前安全运行水平以及预想故障冲击影响三方面出发,构建电网脆弱性节点评估指标体系。该体系基于系统对脆弱度的需求层次,衍生出改进节点韧性度、节点电气介数、节点能量裕度、改进潮流分布熵及最小失负荷百分比等相关指标,综合考虑电网结构抗毁性、节点抗干扰能力、节点退出运行后系统潮流分布及系统自我调节后仍无法避免负荷削减时的状况。提出基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的综合评估模型对节点脆弱度进行评估。IEEE39节点系统算例证明了所提指标体系与评价方法的合理性和有效性。     

电动汽车充电站选址对电压稳定影响的研究

为研究电动汽车充电站选址对电压稳定性的影响,提出一种基于电气介数的分析方法。通过定量分析充电站接入高电气介数和低电气介数节点后系统电压分布的变化,结合基于PV曲线的电压稳定裕度指标探讨了电气介数对系统电压稳定性的影响。研究发现节点的电气介数越大其消纳新增负荷能力越强,增加等量负荷的条件下,电气介数越大的节点承受电压变化的范围更大,系统的电压稳定性越好。仿真结果表明,充电站选址于高介数节点有助于消纳新增的充电负荷,提升全网的负荷水平,维持系统的电压稳定,降低发生电压崩溃的可能。     

基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估

提出了一种基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估方法.该方法从电网络理论出发,首先推导了线路电流共享因子,定义线路运行介数,在此基础上评估过负荷脆弱性.该方法不仅考虑了网络拓扑结构对脆弱性的影响,同时还考虑了系统运行方式对脆弱性的影响,克服了复杂网络模型中潮流仅按最短路径流动的缺陷,物理意义明确,且符合电力系统的实际情况.IEEE 39节点测试系统仿真结果验证了评估方法的正确性与合理性     

一种综合潮流追踪和链接分析的电力系统关键节点识别方法

将一种基于链接分析的思路应用于电力系统安全评估,结合潮流追踪技术提出一种考虑系统运行状态的关键节点识别方法。基于潮流追踪结果定义了系统节点链接强度以及负荷重要性评价的新指标,并利用系统链接强度同时考虑系统实际潮流方向建立了电网的加权有向图。借鉴基于链接分析的PageRank算法思路,建立了基于电网加权有向图链接强度的节点重要度计算评价模型,实现了关键节点的有效识别。所提出的识别方法可基于系统当前实际网络结构和潮流分布,从电网全局能量传输的角度,识别出对系统安全运行起关键作用的重要节点。利用IEEE39节点系统作为算例对所提出的关键节点识别方法进行了验证,并通过与已有的关键节点识别方法进行比较,表明该方法所得到辨识结果更加符合电力系统的运行实际。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

计及输电介数及功率介数的电网待恢复区域重要性评估

电力系统因自然灾害引发大规模故障时,对电网待恢复区域进行重要性评估对于电网恢复策略的制定具有重要意义。针对已有评估模型中介数指标的不足,将复杂网络的共性与电网络的电气特性相结合,综合考虑线路介数和输电线路的最大输电能力,提出了输电介数的概念,并以输电介数作为电网络边权重求解节点网络凝聚度。最后结合各待恢复区域内发电机和负荷的功率特性,用节点功率介数对节点网络凝聚度指标进行修正,得出评估待恢复区域的重要性指标,从而确定了待恢复区域的物资需求优先级,给电力应急体系的物资调度提供参考。最后,以IEEE标准系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的可行性和适用性。     

电网脆弱性综合指标建立与评估

为评估节点故障对电网的静态性能的影响,构建了一种基于复杂网络理论的电网脆弱性综合评价指标。在由最大连通子集与网络平均效率组成的结构脆弱性指标,以及由失负荷比例与电网功率传输效率组成的功能脆弱性指标的基础上,构建了一种基于熵值模糊综合评价法的脆弱性综合指标。该方法克服了多种指标赋权时,主观性强、容易出现与实际数据不相符的现象。最后通过对IEEE-118节点系统的仿真、分析,比较了随机、节点度、节点电气介数、传统线路介数以及线路电气介数5种不同的攻击对电网的脆弱性综合指标、各个单一指标的影响,同时验证了该综合指标的合理性。     

基于改进脆弱线路辨识的关键输电断面确定方法

输电断面集中体现了大规模互联电网的薄弱环节，是电力系统调度运行与监控分析的重点。为应对关键输电断面的准确合理辨识问题，提出一种依托改进脆弱线路表征的关键输电断面的辨识方法。首先，在结合边介数和功率传输分布因子的基础上，提出一种以改进传输介数方式量化线路脆弱程度的指标方法，并据此甄选出预想故障支路集内部包含的脆弱线路成员；其次，采用前k最短路径算法分别搜索预想故障支路的潮流转移断面，并依据支路开断分布因子择取与之相构成拓扑割集的电力系统关键输电断面；最后，利用IEEE-39节点系统标准算例进行仿真分析。结果表明，所提方法不依赖于人工经验，能够准确、有效地辨识系统的关键输电断面。