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大电网结构脆弱性分析

基于复杂网络理论,提出一种大规模电网结构脆弱性分析方法.该方法从电网拓扑结构出发,强调电网整体架构对故障传播的影响,有助于对连锁故障在大电网中传播机理的研究.通过对国内某一大区电网的故障模拟结果表明:电力网络的脆弱性与其网络拓扑有着密切的联系,同时本文所提出的介数指标相对于度数指标,能够更好地揭示电力网络的脆弱环节.     

考虑网络结构和运行状态的电网脆弱线路辨识

在电网连锁故障分析中,辨识出故障传播过程中的关键脆弱线路具有重要意义。计及电网拓扑结构和实时运行状态2个方面,构建包含电气介数、功率系数、负载率偏移量和电压偏移率在内的指标体系;基于熵权法建立脆弱线路的评估模型,综合有功和无功、局部和全局2方面实现对电网线路脆弱度的全面评价。通过仿真算例对系统的所有线路进行脆弱度排序,结果表明所提指标克服了已有指标无法兼顾电网拓扑结构实时和运行状态的缺陷,评估模型实际有效。     

考虑风电机组故障电压穿越特性的连锁故障关键线路辨识

新能源的接入提高了电网连锁故障发生的概率,给故障传播中关键线路的辨识增加了难度。为此,建立了考虑风电机组故障电压穿越特性和线路可靠性的连锁故障仿真模型,从线路失负荷严重程度、失负荷不均匀性和结构脆弱性3个角度建立了线路综合风险指标评价集。基于状态故障网络计及线路失负荷程度和线路失负荷不均匀性,分别定义了失负荷风险指标和不均匀风险指标;基于电气介数提出了考虑分布式新能源接入的脆弱结构指标;同时,考虑电网的网络结构和状态转移特性,采用模糊熵权法定义综合风险指标,以衡量线路开断的综合影响。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点系统算例验证所提方法用于关键线路辨识的有效性,且针对关键线路的缓解措施能显著降低大停电风险。     

基于组合赋权法的输电线路脆弱性评估

在电网连锁故障分析中,需要甄别出连锁故障传播过程中关键脆弱线路。首先,在考虑了系统网络结构和实时运行状态的基础上,构建了包含电压偏移量、潮流系数、电气介数的指标体系;然后,综合线路的客观数据信息和主观专家意见,进而提出了一种输电线路脆弱度评估方法。算例结果表明,所提指标能够弥补已有指标无法兼顾电网结构和运行状态的不足,评估方法具有较好的实用性。     

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。     

基于交流潮流的连锁故障建模与鲁棒性评估

连锁故障是历次大停电事故的主要诱因之一,而脆弱线路对连锁故障演化路径的发展又起着极其关键的作用。为在连锁故障中识别电网潜在脆弱线路,基于复杂网络理论和电力系统实际特性,以线路视在功率值为线路流量,提出一种交流潮流连锁故障模型。在此基础上,从网络局部、全局和潮流功能特性三个方面分别提出电气入度中心性、电气出度中心性、电气介数中心性和加权电网潮流转移熵四个指标来辨识脆弱线路。最后通过6个IEEE标准测试系统对电网鲁棒性进行评估,结果表明基于电气入度中心性指标的蓄意攻击策略对电网连锁故障后造成的损害最大且随网络规模增加电网鲁棒性逐步提升。     

基于电流介数的电力系统脆弱性评估

为了在电网发生大停电事故时有效识别故障方向,文章基于基尔霍夫定律,提出了线路的电流介数指标。该指标是在输电网中潮流有向的沿所有可能路径传输的模型下建立的,同时考虑了线路可通过的最大电流值及网络的拓扑特点,与电气介数相比该指标更能体现实际电网的特点。通过对IEEE-39节点系统在不同攻击后最大传输能力的差异,表明了电流介数指标的正确性与合理性。     

基于标准化结构熵的电网结构对连锁故障的影响

为研究大规模互联电网连锁故障的传播机理,选取输电线路的电抗值作为线路权重,建立电网加权拓扑模型,并定义综合考虑节点和边差异性的加权网络拓扑结构熵的概念。连锁故障过程中结构熵的变化能有效地反映故障传播的速度。利用遗传算法迭代计算相同结构下结构熵指标的最大值与最小值,将连锁故障过程中结构熵值归一化从而消除电网规模对结构熵指标的影响,得到标准化结构熵值。通过分析故障前后电网标准化结构熵值的变化辨识电网结构中"异构"线路。对IEEE 118节点系统和华北电网仿真实验说明通过主动移除"异构"线路能改善电网结构异构性,增强网络抵抗连锁故障的能力。     

高铁负荷作用下电网脆弱线路辨识方法研究

电力系统脆弱线路的识别,对连锁故障的预测、提高系统安全运行水平和阻止大停电的发生具有重要意义。本文提出了一种考虑高铁负荷特性的电网脆弱线路辨识方法。依赖于实测高铁负荷数据以及N-1概率潮流计算,同时考虑电力网络传输线路之间的拓扑结构和电气耦合关系,由此建立了电力网络的相关性网络。在相关性网络的基础上,利用加权K核分解方法辨识出系统脆弱线路。在IEEE39节点系统的仿真中验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

基于多任务异步处理的电网脆弱线路在线辨识

提出一种利用多任务异步处理模式进行电网脆弱线路快速辨识的方法。综合考虑线路保护配合关联度和综合后果严重度,定义了保护脆弱度;综合考虑电网的拓扑结构和系统运行方式,利用潮流介数对线路结构脆弱性进行评估;由此给出了结合线路保护脆弱度与潮流介数的线路脆弱度指标,并采用多任务异步处理模式将指标计算工作分为多个任务模块并发处理。算例结果表明:所提方法对电网中的脆弱线路有较好的辨识能力及较高的辨识精度,能够有效缩短辨识所需的时间,适合在线应用。     

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。     

基于负荷介数和电气欧拉距离的电网关键环节辨识

为有效辨识电网关键环节,预防连锁故障,本文提出负荷介数和电气欧拉距离作为关键节点和线路的辨识依据。首先考虑电网中节点和线路的差异性提出负荷介数;然后结合线路介数和最大传输功率提出电气欧拉距离。该方法考虑线节点全局重要度、线路加权介数、线路度平均值以及最大传输功率对电网潮流分布的影响,将电网作为有向加权网络处理,计及电网节点度分布的差异性和线路功率传输约束,符合电力系统实际应用。通过IEEE 39节点系统的仿真计算和已有方法的对比,验证了本文所提方法的有效性。     

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。     

电气介数及其在电力系统关键线路识别中的应用

提出线路的电气介数并将其用于电力系统关键线路识别。该方法基于电路方程,克服了加权介数模型假设母线间潮流只沿最短路径流动的不足,能有效反映各"发电–负荷"节点对对线路的真实利用情况,其物理背景更符合电力系统特点且可考虑不同发电容量及负荷水平的影响。同时提出系统最大传输能力指标,其变化量同已有指标相结合能更全面地反映系统的故障程度。对IEEE-39系统和西北网的计算表明,高电气介数线路往往属于电网的长程连接,具有关键性地位,且电力系统在针对这些线路的攻击下更为脆弱。对蓄意攻击下系统连锁故障过程的追踪也显示最大传输能力指标的必要性,证明该模型比已有模型更为合理有效。     

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。     

考虑薄弱成因的电网脆弱线路分类与类别辨识

针对不同运行状态下系统对脆弱性评估侧重点的差异性,提出了一种考虑薄弱成因的电网脆弱线路类别辨识方法。将脆弱线路分类为易故障线路和易受影响线路,用于辨识连锁故障的源头和传播环节,以便运行人员对脆弱线路进行更全面精确的监控。类别辨识方法基于复杂网络理论和泰尔指数实现。引入线路攻击难度和攻击成效对边韧性度进行改进,进而提出结构相对脆弱度指标。基于泰尔指数定义冲击泰尔熵和抗冲击泰尔熵,结合剩余消纳能力提出状态评估指标。建立考虑结构相对脆弱度和状态评估指标的脆弱线路综合评估模型,从电网拓扑结构和运行状态两个角度实现对脆弱线路的类别辨识。以IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为算例进行测试,结果验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于复杂网络理论的大型电力系统脆弱线路辨识

大规模电力网络中存在的某些脆弱环节,对电力系统大规模停电和连锁崩溃的发生有着重要的影响。基于复杂网络理论,提出了使用带权重线路介数作为脆弱线路指标的辨识方法,定义线路的带权重线路介数为其因被网络中发电机与负荷之间的最短电气路径经过而承受的负载和,并采取将电力网络中线路的介数指标提高到与其相邻的所有线路中介数指标最高的介数值的办法修正。以IEEE39节点系统及华中-川渝电网为例进行了脆弱性分析,同时进行了时域仿真实验。仿真结果表明带权重线路介数指标能够较好地辨识电力网络中的脆弱线路,特别是能够识别出那些承担功率不多但因其在电网结构中的特殊位置而对系统脆弱性有重大影响的线路。