基于N-k故障的地区电网脆弱性评估

电力系统N-k故障与电网中的脆弱环节有着紧密的联系,脆弱性评估已成为预防连锁故障的热门课题。为了辨识这些脆弱故障路径,在功能组分解的基础上,提出N-k故障路径搜索方法及其概率模型。引入效用理论来定义故障严重度函数,并基于熵值法和层次分析法对各项风险指标加权得到系统N-k故障综合风险指标。根据路径风险脆弱性和结构脆弱性函数,进一步提出适用于电网N-k故障的脆弱性指标,用以定量分析故障路径以及电网整体的脆弱程度。将该算法应用在河南某一地区电网,指出其中的脆弱线路和节点。仿真分析表明:与单一考虑风险的脆弱度评估方法相比,考虑了结构重要度的风险脆弱性评估的准确度更高,评估结果对电网监控亦更有意义。     

基于网络结构重要度和安全隐患脆弱度的配电网脆弱线路辨识

为了辨识配电网中的脆弱线路,提出一种基于网络结构重要度和安全隐患脆弱度的线路综合脆弱性评估模型。该模型一方面以复杂网络理论基本参数结合配电网的特点定义了线路的网络结构重要度指标,另一方面以负荷冲击和故障断线两种情况对系统安全运行造成的影响定义了线路的安全隐患脆弱度指标。通过层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)计算各指标的权重系数,从而综合反映线路的脆弱性。以IEEE33节点配电系统进行计算分析,验证了该线路综合脆弱度评估模型具有合理性和有效性。     

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。     

考虑天然气网影响的电网脆弱线路辨识

脆弱线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节。在电网—天然气网耦合背景下,天然气网的运行状态对电网运行影响深刻,因此提出一种考虑天然气网影响的电网脆弱线路辨识方法。首先,构建电网—天然气网耦合系统优化模型,求解得到系统初始运行状态。在此基础上,基于熵理论,建立线路耦合脆弱度因子,用于反映天然气网气源故障对电网线路脆弱性造成的影响。然后,基于复杂网络理论,建立线路结构脆弱度因子和运行脆弱度因子,从结构性视角和运行状态2个方面揭示电网固有的脆弱性。综合上述脆弱度因子,得到用于辨识电网脆弱线路的综合脆弱度指标。采用网络效能和系统输电效率2个指标反映线路故障对电网的影响,验证所辨识出的脆弱线路。由IEEE 30节点系统和比利时20节点天然气系统组成的电网—天然气网耦合测试系统算例表明,所提方法能够有效地分析天然气网对电网脆弱线路辨识造成的影响。     

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。     

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。     

综合考虑电压等级和运行状态的电网脆弱线路辨识

为了对电网脆弱性进行一个合理的评估,在考虑电网实时运行状态情况下,引入衡量潮流分布不均衡程度的潮流熵的概念,提出将线路潮流熵变化作为脆弱线路辨识的一个指标。基于复杂网络理论,考虑电网拓扑结构特点,建立节点重要度指标,并结合线路所在电压等级和地理位置,提出脆弱度修正因子。通过综合潮流熵变化、节点电压偏移、节点重要度和修正因子提出城市电网脆弱线路辨识的方法。以某城市电网2011年夏大运行方式为例进行线路脆弱性分析,并进行了时域仿真验证,仿真结果表明该方法能够较好地辨识城市电网中的脆弱线路,与电网实际运行情况相符,特别是能够辨识出承担功率不多但重要的联络线路。通过对 IEEE-39节点系统脆弱线路的辨识也说明了所提方法的合理性和通用性。     

基于效用风险熵的复杂电网连锁故障脆弱性辨识

研究了基于效用风险熵理论的复杂电网连锁故障脆弱性评估模型和算法实现问题。首先,结合支路断开后的潮流转移特性和潮流分布特性建立支路脆弱度评估模型,计及支路退出运行给系统带来的影响;其次,建立节点脆弱度传递模型,克服目前社会网络类指标和系统科学类指标存在的不足;最后,以元件脆弱性评估结果为基础,辨识电网组织结构面临的风险不确定性。通过IEEE 39节点系统仿真验证了所述方法的合理性和有效性。     

考虑风光出力不确定性的电–气互联系统脆弱线路辨识

在电力系统和天然气系统紧密耦合的背景下,任意子系统中任意脆弱线路的扰动或故障都可能会传播到另一个子系统,进而引起整个电–气互联系统的故障。为此,提出一种电–气互联系统脆弱线路辨识方法。首先,提出考虑风光出力不确定性的电–气互联系统协调调度随机优化模型,求解得到电–气互联系统故障前后的运行状态;而后,基于局部集中度和潮流变化熵分别从拓扑结构脆弱性和运行特性脆弱性两方面分析电–气互联系统中线路的脆弱性,构建综合考虑线路拓扑结构脆弱性和运行特性脆弱性的电–气互联系统线路脆弱度指标,对互联系统的脆弱线路进行辨识。通过计算脆弱线路断开后互联系统的测地线脆弱度(geodesic vulnerability)及供需不平衡量,对所辨识的脆弱线路进行评估。6节点电网–7节点气网和24节点电网–20节点气网2个电–气互联系统的算例分析结果验证了所提脆弱线路辨识方法的有效性。     

基于Fryze功率理论的谐波检测算法与p-q算法的一致性

通过理论推导得出,无论电压有无畸变,基于Fryze功率理论的谐波检测算法与基于瞬时无功功率理论的p-q算法最后检测出的有功电流是完全一致的。当电压无畸变时,两种方法都可以精确检测三相系统的谐波及无功电流,但在Fryze功率理论方法中没有坐标变换,计算量要比p-q算法少很多。     

Advantages of Steinmetz Circuit Theory Over Schelkunoff Transfer Impedance Theory

This paper presents induced voltage measurement results along a conductor pair inside a 4.5", 9-m-long galvanized steel tube, with an intermediate screwed joint. The excitation was done by an external parallel conductor where a 60-Hz current flows, followed by an impulsive current (5 kA, 8/20 mus). Some measurements with the external joint short-circuited cast a great doubt about the validity of all Schelkunoff transfer impedance concept. The paper focuses also the recommended calculation procedures using Circuit Theory. This paper also shows that there are strong evidences that the classical Maxwell equations were developed to represent wireless propagation such as light and wireless communication. The paper suggests as well the convenience of a deeper verification on the validity of applying Maxwell equations to solve metallic circuit problems.     

基于混沌理论及小波理论的短期负荷预测

分析了多种负荷预测的方法,着重分析了负荷的混沌特性与小波特性,同时分析了小波变换能够反应负荷的变化趋势与随机因素。利用Matlab工具,建立了基于小波理论与混沌理论相结合的负荷预测模型,并利用该模型对四川某地区短期电力负荷进行了有效的预测。     

量子信息学的理论基础与研究进展

量子信息学是物理学与信息学交叉而形成的一门新兴学科。论述了其建立的理论基础——量子态的纠缠现象,介绍了量子计算机、量子密钥、量子隐形传态等相关高新技术,分析了今后的研究方向,以期对该学科有全面的了解。     

广义反馈理论

本文在导纳矩阵的基础上,从分析的高度披露了反馈理论的数学本质;揭示出反馈理论与一般线性电路分析方法之间的内在联系及其特殊性。文中,对反馈理论所用参数给出了严格的定义,并给出解析表达式。在此基础上,得到开、闭环性能指标之间的四个普通关系式。这些结论是严格的,形式是统一的,与反馈种类无关。对高频、低频、宽频、选频、运放电路都成立。     

分段竞价理论

指出了分时竞价方式的弊端,讨论了分段竞价方式的概念、运行方式、规则和规模,并以具体实例对分段竞价和分时竞价方式进行了模拟,分别求出了2种报价策略下的总购电费用。结果表明总费用与报价模式没有必然联系,其取决于报价策略,并提出了分段竞价理论的研究方向。     

Computer-Flavored Circuit Theory

The objective in the courses described herein was to teach circuit analysis, optimization, and design in a way that recognizes the important role of computers, but does not become overpowered by the myriad subtleties and irrationalities of real-world computers. This paper discusses the author's experience in using existing interactive computer facilities to teach graduate and undergraduate circuits subjects, and suggests promising directions in which to go and not to go. Questions raised concern the role of omnibus circuit analysis programs, if any, how to teach numerical analysis without quite, time-sharing economics, and the use of a computer in teaching machine mode someday.     

物元理论和证据理论相结合的电能质量综合评估

针对电能质量综合评估中存在的不确定性及主观性,提出了一种基于物元理论和证据理论相结合的电能质量综合评估方法。该方法运用可拓学中的物元理论建立电能质量的物元模型,利用关联函数将电能质量各项评估指标与各个质量等级的评价区间之间的隶属关系定量化,并将其进行归一化处理,进而获得各指标的基本信度函数;然后利用熵权法与G1法相结合的复合赋权法确定电能质量各评估指标的权重,用来修正原始证据的基本信度函数,在此基础上,利用证据组合规则对其进行融合,从而得到电能质量的综合评估结果。实例计算表明,该方法最大限度地减少了评估过程中的不确定性,能够得到更精确、客观的综合评估结果。     

基于证据理论和效用理论的电力系统风险评估

在所提出的风险评估模型中,将线路的故障可能性看做随机模糊数,基于证据理论构造了架空线路的故障可能性模型,可更好地反映外部环境对线路故障可能性的影响;并采用效用函数度量电力系统元件故障损失带来的不满意程度,所给出的指标能灵敏地反映电力系统故障风险的变化趋势,符合电网运行实际;最后以北京电网为例,说明了该方法的可行性和有效性.     

传统瞬时功率理论与p-q-r功率理论的一致性

分析比较了传统瞬时无功功率理论与p-q-r功率理论。两者是在不同的坐标系下定义各自的瞬时功率量,两者功率定义都认为瞬时电流与电压同方向的是有功电流,与电压方向垂直的是无功电流。通过理论分析及仿真可知两种方法的补偿效果是完全一致的。p-q-r理论比传统功率理论多了两次坐标变换,计算量比较大,在检测效果相同的情况下,运用传统无功理论进行谐波检测可以有效减小计算量。