基于电网剖分与不确定性测度的电网灾难性事件评估

针对电网灾难性事件同时受网络结构、电气运行状态以及两者耦合引起的复杂不确定性因素影响造成的评估困难,提出一种综合考虑网络拓扑剖分和电气关系剖分的评估方法,通过拓扑结构剖分和电气关系剖分分别刻画灾难性事件发生过程中的系统固有属性和电气量的变化,揭示出灾难性事件过程中系统结构及其运行特性的规律.该方法基于不确定性理论,从元件受扰动后,系统结构状态和运行状态的不确定性出发,利用可信性测度刻画存在的不确定性以及两类不确定因素耦合产生的复杂不确定性,并以电网负荷损失期望为指标评估灾难性事件.仿真结果表明,该方法对风险最高和最低的灾难性故障的评估结果与传统方法高度一致,而对风险最高和最低之间的灾难性故障的评估结果更符合工程实际.     

电网灾难性事故不确定性评价测度体系与模型

现有灾难性事故风险评估方法对数学建模的依据研究较少,所用模型能否真实反映灾难性事故的实际物理演化过程,缺乏理论支撑。引入"测度"概念,定量刻画灾难性事故的不确定性,以"测度"概念需满足的公理化条件为数学建模依据,基于不确定性理论建立包含可信性测度、全局模糊安全测度和风险测度的公理化风险评价测度体系。以N-1事故为初始事故,对N-k事故风险测度进行排序,识别出最可能的灾难性事故序列,建立电网灾难性事故不确定性风险评估新模型。对WSCC 9和IEEE 24节点测试系统进行仿真,结果证明,该方法符合电网实际,具有准确、有效和适用的特点。     

基于层次分割的电网灾难性事故风险模糊评估法

提出一种基于层次分割的电网灾难性事故风险模糊评估高效算法。该方法采用考虑安防装置的层次分割策略,综合利用枚举法和模拟法的优点,避免了模拟法对无故障状态的无效抽样,克服了由此可能造成的抽样空间狭窄。算法采用可信性测度度量故障发生可能性,无需构造复杂抽样密度函数,在保证计算精度的前提下提高计算效率。通过对IEEE 24节点测试系统的仿真并与现有方法比较,证明方法计算速度快,算法合理,可有效识别最可能的事故序列。     

基于网络拓扑和运行状态的电网灾难性事故评估模型

电网拓扑结构作为承载电气运行量的主体,和电气状态量一起成为影响电网灾难性事故的两个关键因素。在着重关注运行状态的风险评估之后,以复杂网络理论为基础,综合考虑结构状态和运行状态的方法得到研究人员的广泛关注。以电网拓扑结构和电气运行量的评估指标为切入点,对各种评估方法的思想、方法手段、目的进行了类比、评述。指出了在分析电网灾难性事件中,将电网运行状态耦合到电网拓扑结构上是全面系统评估电网连锁故障严重度的关键。而采用拓扑剖分的方法,将复杂电网分为若干单元系统,再采用不确定风险分析的方法将各个单元系统有机整合,在单元系统层面来分析电网灾难事故的严重性可能是一条有效途径;并指出了今后值得注意的研究方向。     

连锁故障引发的电网灾难性事故风险评估

根据结构状态与运行状态耦合关系,建立考虑故障直接风险和潜在风险的综合风险指标,评估电网灾难性事件.从故障传播数学特征出发,比较本层故障综合风险与下一层故障综合风险指标,将故障传播过程分为累积效应阶段和连锁效应阶段,对各阶段的故障事件进行综合风险排序,更好地评估可能发生的灾难性事故风险.对IEEE -9节点系统和某地区电...     

基于复杂网络理论和条件概率的灾难性事故风险评估方法

应用复杂网络理论与风险理论,综合考虑了电网的运行状态和拓扑结构,提出了一种基于贝叶斯网络的条件概率风险指标对电力系统灾难性事故的评估方法。该方法引入了电气介数指标,克服了传统风险评估中事故严重度只考虑电网运行状态而没有考虑电网结构的不足。应用条件概率,弥补了传统风险评估中元件故障概率之间相互独立的缺陷。构建了灾难性事故风险指标体系,表征了系统当前状态的运行风险,刻画了系统由于连锁故障向灾难性演变的趋势。仿真结果证明该方法能够有效地辨识系统存在的风险,为电网安全性评估提供了有效的参考信息。     

电网连锁性故障识别和风险评估基本框架与模型

电网连锁性故障常为稀有事件,传统随机评估法用概率测度刻画其不确定性,存在仿真精度与抽样次数间的矛盾。基于模糊性与随机性的统一性原则,用模糊性刻画连锁性故障的不确定性,并依据可信性理论,建立包含可信性测度、总负荷损失和风险测度的连锁性故障风险评价测度体系。用保护装置隐性故障模型刻画连锁性故障诱发机制,基于历史统计信息或人工预想事故集,提出电网连锁性故障识别和风险评估基本框架与数学模型。对 WSCC 9节点和IEEE 30节点测试系统进行仿真,并与随机评估法比较,结果证明,所提方法准确、有效,样本依赖性小,有较好的鲁棒性,适合于工程应用。     

基于复杂网络属性的电网灾难性事件综合风险评估

宏观上网络的结构属性与微观上设备的电气特性塑造电网灾难性事件的风险。电网灾难性事件作为具有动态时序的事件,需同时评估发生的直接风险和隐含的潜在风险。潜在风险会随着故障的发展,在电网结构中的薄弱环节传播潜藏。当初始故障在电网中开始传播时,直接风险和潜在风险也根据电网固有属性的节点度和节点聚类影响着灾难性事件风险的扩散机制。文中基于不确定风险分析理论和联系数理论,综合考虑故障传播的直接风险和潜在风险,通过节点度和节点聚类系数定量评估故障引发的直接风险与潜在风险之间不确定的关联系数;最终得出故障的综合风险,改进了传统的电网灾难性事件动态风险评估方法。同时兼顾电网具有小世界效应和无标度拓扑的属性,建立兼具两者属性的阿波罗尼电网,通过对人工阿波罗尼电网进行灾难性事件风险评估,验证了所提方法的有效性和可行性,并用西部某地区实际电网验证其合理性。结果证明,所得结果符合工程实际,更完整地刻画了电网灾难性事件的综合风险。     

电网连锁性故障发生可能性的模糊模拟评估方法

蒙特卡罗模拟评估法大多采用经典概率测度或模糊测度刻画连锁性故障发生的可能性,要达到一定精度需进行大量的抽样计算。为弥补其不足,以可信性理论为基础,提出一种模糊模拟评估电网连锁性故障发生可能性的新方法。以隐性故障模型作连锁性故障的传播机制,对其不确定属性的物理和数学本质进行详细分析,以可信性测度作为刻画故障发生可能性的评价测度。对WSCC 9节点测试系统和某西部地区电网进行仿真分析,并与传统方法比较,结果证明,该方法仅需少量的抽样计算就能准确识别出发生可能性较小的连锁性故障,具有适应性、有效性和准确性的特点。     

基于复杂网络理论的电网脆弱性研究述评

基于复杂网络理论对电网脆弱性进行研究.介绍复杂网络的基本概念和发展历程,阐述其自组织临界特性与电力系统灾变事故的关联性,分析连锁故障模型;在总结网架结构模型和故障指标模型的基础上,讨论复杂网络理论在电力系统网络特征分析、连锁故障模拟及结构脆弱性中的应用;最后探讨该领域的发展趋势,建议把传统分析与复杂网络相结合,建立更符...     

基于电气剖分方法的阻塞分析与调控

提出利用电气剖分信息定量分析输电线路阻塞成因的方法,回答了阻塞功率到底是由哪些网络源和哪些网络流引起的以及通过何种电气路径形成的问题,并给出相关源流承担阻塞责任的份额关系.在此基础上,从物理层面进一步提出了输电线路阻塞调控的具体策略和方法,该方法不仅回答了调控哪些对象才能最有效地消除输电线路阻塞的问题,而且给出了使阻塞线路潮流直接返回到允许范围内的具体调控量的信息.算例分析结果表明,基于电气剖分信息的输电线路阻塞分析与调控方法具有正确评估阻塞责任、快速调控并消除输电线路阻塞的性能.     

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。     

基于不同目标的电网分区域调度研究

针对电网分区域调度问题,提出基于不同目标的多节点连接的网络模型进行求解。网络模型以复杂网络为理论基础,由发电端、中间点、用电端、连接边等组成,对网络模型进行数学及图形描述,并建立相应的数学模型。通过遗传算法来求解基于模型建立的两区域算例,两区域分别以碳排放最小的单目标为第一子目标,购电成本最小及煤耗最小的双目标为第二子目标,采用加权的方法使两子目标相结合转化为单目标求解,通过编程优化计算得出满足调度目标的电量分配结果。由算例可验证,所提出的模型可用于主网实现分别以不同的调度策略为优化目标的分区域调度。     

基于负荷受电路径电气剖分信息的配电网重构算法

大规模配网重构问题的非线性组合优化特点对计算方法的效率造成了极大困难。该文应用交流支路电气剖分方法,由负荷受电剖分路径电气距离指标构造一种新的物理寻优方法。该方法在合环操作形成的闭环中根据电气距离为负荷分配供电路径,从而确定应断开的支路,使损耗降到最低。同时,根据定义的单位功耗以及物理规则确定需计算电气距离的负荷节点以减少运算量,并通过优化待处理分段开关的顺序以保证能寻找到更优良的解。由于算法属于物理寻优方式,避免了不收敛或者难收敛的情况。IEEE69系统分析表明,算法具有快速求得优良解的特性,能够应用到大型配电网络重构问题。     

基于交流支路和节点联合电气剖分的节点电气量分配原则

比例共享原则是目前最具权威和最常用的界定节点电气量分配关系的基本原则，许多学者将它视为研究其它若干问题的理论基础。然而，研究表明，此原则对电力网络分析而言并不完备，由此原则分析获得的结论在不同场合并不完全一致。针对此现状，从交流支路和节点联合电气剖分的角度对节点电气量分配关系进行论证，并对比例共享原则的不完备性进行分析，指出单纯由比例共享原则分析获得的结果在不同场合并不完全一致的原因。结论表明，节点电气量的分配关系虽满足比例共享原则，但仅限于分析节点上的电气交换关系，对交流支路及交流电力网络源流间的电气交换关系，则需从交流支路和节点联合电气剖分的关系入手进行。     

基于复杂网络与风险的电网综合脆弱性评估

电力系统中的元件是否有脆弱,不仅在于它在电网结构中的地位,也与它的运行状态有关。本文应用复杂网络理论将支路与节点定义为脆弱源,应用改进的电气介数来评价电网结构脆弱性;然后考虑脆弱源自身故障对电网造成的影响以及对其他脆弱源故障的敏感程度,用风险指标表征运行状态脆弱性。针对以往只考虑系统最大运行方式的不足,提出多负荷水平模型来计及不同负荷状态下脆弱性可能存在的差异,最后得到元件综合脆弱性指标。该方法能够弥补单一分析结构或运行状态的不足,有效辨识出系统可能引发大停电事故的薄弱环节。算例分析表明本文采用的方法对电网的脆弱环节辨识能力较强,辨识精度较高,能够为电网的运行维护与规划提供有力的参考。     

基于电气剖分信息的风电系统有功调度与控制

针对风速的随机性和间歇性对电力系统调度与控制带来的困难,提出一种风电系统有功调度的二层结构调控策略,即在在线调度周期内,借助系统内常规发电机组的配合对预调度周期内的发电计划进行再校正以及在自动控制时间级内通过与风电机组紧密关联的自动发电控制(automation generation control,AGC)机组的实时偏差调控对在线调度计划外的功率波动进行调整的策略。利用与风电机组、相关非风电机组及其供电负荷等有关的网络源流路径电气剖分信息,计算非风电机组参与发电计划再校正的功率调整因子及参与风电实时功率波动控制的关联AGC机组之间的负荷分配因子。算例表明,二层结构的调控策略可以有效跟踪风电与负荷功率的波动或预测偏差,从而提高整个系统的运行质量。     

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。     

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...     

考虑电网承载结构的连锁故障模拟与防御策略

提出基于复杂网络和信息熵理论的电网承载结构模型,定义线路承载能力、承载系数及全网电气结构承载熵等指标,研究其与电网自组织临界性的定性关系。通过IEEE 118节点算例仿真揭示了承载结构能够实时反映电网结构与运行状态的变化情况,承载熵变化与负荷损失变化之间具有宏观关联性。在此基础上,提出同时在故障过程中优化控制和电网发展过程中规划建设的双层连锁故障防御策略,并建立加入防御策略的连锁故障仿真模型。采用某省实际电网进行连锁故障仿真,验证了所提指标的合理性,并通过对比加入防御策略前后大停电累积概率分布曲线验证了防御策略的有效性。