电力系统自组织临界特性分析与仿真模型

电力系统自组织临界性的研究尚处于初级阶段,其概念并不十分清晰,需要进一步研究,其还没有公认的可以作为研究电力系统自组织临界性的标准模型出现。针对这种情况,首先重新对比了沙堆模型与电力系统,对电力系统的自组织临界现象给出了新的分析和解释;建立了一个用于仿真电力系统自组织临界性的模型;最后利用这个模型对我国的一个实际电网进行了仿真计算,得到了表征电力系统自组织临界性的幂律特性曲线,同时分析了决定电网自组织临界性的参数。     

基于元胞自动机的电力系统自组织临界特性仿真模型

将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真研究了电网故障的传播演化过程,并对电网故障的自组织临界性（SOC）进行了验证。     

考虑网络演化的直流潮流停电模型与自组织临界性分析

直流潮流停电（OPA）模型及其改进模型能模拟连锁故障停电过程,并能从宏观上揭示大停电的自组织临界性,但没有考虑电网结构变化对大停电的影响。文中在OPA模型基础上,考虑了慢动态过程中电网结构的演化特征,建立了考虑网络演化的OPA模型。对2个典型复杂网络演化方式的仿真表明:按小世界方式和无标度方式演化的电网都会自组织到临界状态;小世界电网特有的高聚类系数和低特征路径长度易扩大连锁故障的广度和深度,其平均损失负荷大于无标度电网;无标度电网通过小规模的线路连锁开断,释放系统压力,减少大停电概率。研究结果对未来的电网建设及大停电的整体预防有一定指导意义。     

基于输电网扩展规划的OPA模型

针对已有利用直流潮流模拟连锁故障的OPA模型在慢动态过程中模拟线路升级方式的不足,提出一种基于输电网扩展规划的OPA停电模型。该模型不仅在模拟过程中考虑了通过增加传输容量升级线路,而且采用了输电网扩展规划方法新建线路实现电网升级,使慢动态模拟过程更加符合实际电力系统演化过程。用蒙特卡洛抽样方法获取快动态周期内每回线路的...     

电力系统规划的新观念

从电力系统和科学技术的发展进步出发，提出一些电力系统规划的新思维方法，主要涉及灵活交流输电系统、电网谐波、大区互联和分片运行、计算机辅助设计、电力系统优化规划、地理信息系统、避免大停电对电网结构的要求、无功电压问题及电力系统网络接线方案等，以供商榷。     

电力系统不是自组织临界性系统

从自组织临界性理论的提出以及存在的问题出发,从电力系统的运行状态、所承受的扰动、仿真模型等方面全面阐述了电力系统连锁故障不是一种自组织临界性现象。自组织临界性理论只是一种统计学理论,这种统计学理论不能全面解释电力系统灾变的发生机制。要深入分析电力系统灾变的发生机制,必须研究复杂系统的动力学演化理论。     

基于同配性的电力系统自组织临界性识别

引入复杂系统理论中同配性的概念,将线路的负载率和其脆弱性进行匹配,提出了一种新型的量化线路潮流分布特性的指标——线路同配性指标,并应用该指标对系统的自组织临界性进行了识别.仿真结果表明,结合系统的平均负载率和潮流熵,该指标可以在多个系统的不同运行状态下有效地辨识系统的自组织临界状态,并且在系统平均负载率较低时仍具有较好的辨识能力.在预防大停电方面,线路同配性指标是现有指标的重要补充.     

大停电自组织临界特征的若干问题探讨

对电力系统大停电的自组织临界特性的若干重要的问题进行了详细的讨论,包括大停电发生规模的幂率分布特征,分形特征及1/f噪声特征。该文利用国内的一些资料数据对我国电力系统的大停电的概率分布进行了回归分析,并在国内外研究工作的基础上从大停电持续时间分布的角度,对大停电的1/f噪声特性进行了近似证明,其结果和Bak等人在理想沙堆模型上得到的结果基本一致。     

电网大停电自组织临界性的概率统计分析法

针对复杂电力系统的自组织临界性特点,基于概率统计基本理论,利用极值分布的最大吸引场定理提出一种分析电网连锁故障大停电事故的有效方法。首先给出了衡量连锁故障大停电事故规模的指标及其选择依据和计算方法;然后通过定义连锁故障的分布函数计算出连锁故障发生的规模和概率。文章指出电网连锁大停电事故的发生与所研究的时间范围和故障规模有关,因此可以根据研究年限和故障规模来预测连锁故障发生的频率。对华北电网连锁故障大停电事故的历史数据进行了分析计算,结果表明了本文方法的有效性。     

基于直流潮流的电力系统停电分布及自组织临界性分析

基于利用直流潮流模拟电力系统连锁故障的OPA模型,研究了电力系统线路可靠性、线路容量增加方式以及负荷波动对复杂电力系统停电分布的影响和电力系统的自组织临界性。结果表明:输电线路可靠性和小的负荷波动对停电分布影响不大,而大的负荷波动对停电分布影响很大,可能导致连锁故障的发生;加强传输线路的建设可以有效减少停电频率,进而降低系统的运行风险;此外,可从系统总负荷需求和网络总传输容量比值的角度初步揭示电力系统的自组织临界性。     

外部风险源作用下电力系统自组织临界性分析

为了明晰电力系统大停电的内部风险源和外部风险源,讨论了全球变暖、地质灾害等外部风险源对电力系统发、输、配等环节稳定性的危害.通过对北美电网停电数据、地震灾害电网损坏数据的统计,得出全球变暖等外部风险源引发故障集中爆发是导致大停电事故的首要原因.分析了配电网故障数据,结果表明在强降水等极端事故下,配电网故障集中爆发是大停电损失负荷具有自组织临界性的重要原因.     

电力系统及规划

〈时域和频域相结合的次同步振荡分析方法〉；〈基于复杂网络理论的无功分区的新算法及其在上海电网中的应用〉；〈不同风电机组对电网暂态稳定性的影响〉；〈基于能量角度的共振机理电力系统低频振荡分析〉；〈基于混沌理论和模型识别神经网络样本预处理技术的负荷组合预测模型研究〉；     

电力系统连锁反应事故机理的初步研究

近年来,全世界范围内发生了多次电力系统大停电事故,给社会经济带来了巨大损失。研究表明,大停电事故多是由连锁故障引起,且连锁故障的发展有一定的共性。本文基于对以往发生的各种事故的分析和总结,从寻找系统中重要断面及关键线路的角度出发,研究了导致发生电网连锁故障灾变的机理和对系统连锁故障的预防措施,为提高系统运行可靠性提供了参考。运用EUROSTAG软件在IEEE39节点系统中进行的仿真计算验证了本文的研究结论。     

电力系统连锁故障评估综述

比较全面地对系统连锁故障发生、演化机理以及预防措施进行了综述。首先阐述了连锁故障发生原因和产生机理;其次从系统宏观和微观物理特性的角度将故障模型分为基于复杂网络理论和基于电力系统理论两大类。对连锁故障模型进行详细分析,给出了不同模型的实现方式以及存在的缺陷,并进一步指出了由于电网所具有的存在复杂性和演化复杂性,使得准确对连锁故障的演化机理进行研究存在较大困难。最后提出了预防及缓解大停电事件的有效方法和途径。     

基于最优潮流的停电模型及自组织临界性分析

在分析现有停电模型不足的基础上,利用自组织临界理论和最优潮流(OPF),建立了电网连锁故障和停电模拟模型.该模型包含反映电网连锁故障的快动态以及电力系统发展的慢动态2个过程.IEEE 30节点系统的仿真表明:该模型的快动态能够模拟连锁故障过程,并从微观上揭示了快动态系统的自组织临界性;此外,以系统总负荷需求和网络总传输容量比值作为特征量,可从宏观上初步揭示互联电网的自组织临界性;进一步,提升线路输送能力可以有效地防止大规模停电灾变事故的发生,降低停电风险.     

基于连续潮流模型的电网自组织临界性的探讨

建立了一个基于连续潮流电网连锁故障模型,通过引入了一个切负荷控制模块,有效的选择切负荷点、切负荷量,模拟仿真了电网大停电事故的发生过程。结果表明:该模型不但能更有效地揭示电网大停电事故机理中自组织临界性,而且可以有效地防止大停电事故的发生,降低大停电发生的风险。     

电网组织结构对其自组织临界性的影响

提出电力系统在运行工况下的自组织临界状态与电网结构的均匀程度有关,并用网络拓扑熵来表征电网结构的均匀程度,建立了自组织临界性仿真模型.通过对IEEE39节点系统结构改变前后的仿真验证发现:在相同的负荷水平和线路潮流分布下,电网结构越均匀的系统发生大规模连锁故障的概率比不均匀系统明显减低,通过平衡电网的均匀程度能够有效降低系统进入自组织临界状态的风险.     

电网组织结构对其自组织临界性的影响

提出电力系统在运行工况下的自组织临界状态与电网结构的均匀程度有关,并用网络拓扑熵来表征电网结构的均匀程度,建立了自组织临界性仿真模型。通过对IEEE39节点系统结构改变前后的仿真验证发现：在相同的负荷水平和线路潮流分布下,电网结构越均匀的系统发生大规模连锁故障的概率比不均匀系统明显减低,通过平衡电网的均匀程度能够有效降低系统进入自组织临界状态的风险。     

2002年国际大电网会议系列报道——电力系统规划和发展

介绍国际大电网会议（CIGRE）2002年大会上37委员会关于电力系统规划、发展的论文和讨论。讨论集中在：面向快速发展的电力系统的挑战，规划、技术和体制方面的问题；发电、输电的新技术和新需求；电力市场对电网结构和电力系统发展的影响。     

电力系统电源规划的数学模型及实现

在电源电网一体优化模型中 ,将输电网络规划到 2 2 0 k V电压等级 ,电源和负荷点与实际地理位置相对应。该模型从经济角度将电源电网规划有机结合 ,用最小费用增益网络流算法优化电力网络 ,并利用系统装机容量逐台扩展的方式 ,克服了电源电网一体优化的计算复杂性。同时 ,考虑了输电线直流潮流约束。经实例演算 ,结果是令人满意的