计及元件综合重要度和网络抗毁性的骨干网架搜索

合理地构建骨干网架有助于提高电网抵御停电事故的能力,提出了包含元件重要度和网络抗毁性指标的骨干网架搜索方法。在传统电气介数的基础上,引入经济因子,构建了评价支路重要度的指标。根据节点邻居信息以及集聚系数构建了评价节点重要度的指标。基于支路和节点重要度指标,并引入网络整体抗毁性指标,构建了考虑元件重要度和网络抗毁性的骨干网架数学模型,引入充分利用个体信息的引导烟花算法(guided fireworks algorithm,GFWA)搜索骨干网架。算例结果表明所提方法可行;引入网络抗毁性指标后,所得骨干网络在纳入重要度程度高的元件的同时,提高了网络的抗毁性。     

基于图论算法的电网核心骨干网架构建

构建电网核心骨干网架能够保证电网在灾害期间对重要节点的供电,并有利于电网在灾后的快速恢复,为社会减少经济损失。对此,在电网节点、线路重要度评估基础上,基于图论算法给出了一种电网核心骨干网架构建方法。首先根据核心骨干网架的期望规模与节点重要度排序确定必须留存的重要节点,同时判别这些节点的电源容量与负荷容量是否匹配,并给出了增加电源节点的规则;其次,以原电网中各线路的重要度作为其权值,计算留存节点之间的最短路径及其对应的线路列;接着,求解留存节点之间的最短路径所构成图的最小生成树,并将树中的每条边用其对应的线路序列进行替代,得到初步的核心骨干网架;最后,对初步网架进行安全运行校验,得到最终的核心骨干网架。该方法能够更直接地将重要节点留存在核心骨干网架之中,同时兼顾经济性,使网架的规模尽可能小。     

基于多指标综合法的核心骨干网架生存性评估研究

核心骨干网架的生存性研究可以解决电网在面对极端自然灾害时重要负荷保障问题。为了有效指导核心骨干网架的规划与建设,建立了核心骨干网架的生存性评估模型。该评估模型从抵抗性、畅通性、安全性和恢复性4个角度出发,建立了层次化的生存性指标体系,并采用基于信息熵的二级指标评估方法和基于主成分分析的一级指标综合方法求解生存性评估模型。最后采用IEEE118节点系统进行算例分析,验证该评估模型与方法的有效性。     

计及拓扑结构和运行状态的支路重要度评估方法

准确快速地识别出关键支路,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生具有重要意义。文中将复杂网络理论和熵理论有机结合,从结构和状态两个角度对支路重要性进行综合评估。首先,提出计及传输裕度率的有功输电介数指标,以衡量支路的传输能力及其在电网拓扑结构中的重要度;然后,提出基于改进潮流转移熵的冲击性指标,以量化支路开断对系统造成的潮流冲击;最后,建立了包括有功输电介数和冲击性指标的支路综合重要度评估指标,以充分衡量支路在电网中的重要性。利用IEEE 39节点系统进行仿真,其仿真结果证明了该方法有效且合理。     

基于改进有功潮流介数的继电保护定值在线校核评估方法

为了使继电保护在线校核更高效合理,本文提出了按照保护重要度对继电保护定值进行顺序校核。该方法首先在有功潮流介数的基础上,引入信息熵的概念,计及了支路功率的方向性,克服了有功潮流介数指标忽略线路功率具有方向性的弊端,同时还考虑了电网的实际运行状态,物理背景更符合电力工程实际。然后考虑到各继电保护装置所属支路和节点的重要度不同,即保护的重要度不同,提出了将保护所属支路和节点的改进有功潮流介数之和作为保护重要度的评估指标,并以此给出了一种继电保护在线校核评估方法。最后通过仿真算例,验证了该方法的正确性和有效性。     

含可再生能源的电力系统两阶段核心骨干网架优化策略

可再生能源是全球能源转型和低碳发展的重要解决方案,含高比例可再生能源是未来电力系统发展的必然趋势,而高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架直接关系到系统在灾害条件下的生存性、可靠性和可再生能源的消纳率。分析了高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架的特征。随后结合电力网络中不同类型节点的特点,基于拓扑特性和电气参数分别构建各类节点的重要度评价指标体系,并采用熵权-理想解法评价各类节点的相对重要度。根据节点的相对重要度,构建了两阶段核心骨干网架优化模型:第一阶段模型针对重要负荷节点进行网架优化;第二阶段模型针对电源节点进行优化,最终得到包含风电场、光伏电站和常规机组的核心骨干网架。修改后的含高比例可再生能源的IEEE-118节点系统的仿真结果表明,文中策略能够较全面地评估高比例可再生能源电力系统的各类节点的相对重要度,优化得到的核心骨干网架能够保障对重要负荷的供电,且具有较高的可再生能源渗透率与利用率。     

综合考虑负荷供应量和线路重要性的骨干网架构建

骨干网架的构建是进行差异化规划以提高电网抵御自然灾害能力的首要条件。引入电网最大负荷供应能力反映网架线路的重要性,在综合考虑了网架负荷供应量和线路重要性的基础上提出了一种新的骨干网架搜索模型,并采用改进的生物地理学算法进行网架搜索,引入混合迁移算子、混沌变异策略、排重操作以及"贪婪"策略增强算法的搜索能力,并与常用优化算法中的粒子群算法、遗传算法以及传统的生物地理学算法进行了对比。仿真算例结果表明,本文所提方法正确有效,搜索到的骨干网架方案满足差异化规划要求,采用的改进生物地理学算法具有较高的搜索效率。     

基于电网差异化规划原则分析的核心骨干网架构建方法研究

在分析差异化规划概念及特性基础上,提出了差异化规划的线路、变电站、负荷及电源的保障原则,并在图论及改进遗传算法基础上,提出了一种差异化核心骨干网架搜索方法．实现了核心骨干网架连通性检验及构建,采用IEEE30节点系统算例验证了该方法的有效性。     

基于需求差异化的电网核心骨干网架构建

为了提高故障状态下电网保障重要负荷的能力,提出一种基于需求差异化的核心骨干网架构建方法。分别从负荷、电源和网架三个需求方面建立了核心骨干网架的数学模型,同时改进了网架连通性修复策略。采用引入了动态旋转角,早熟判断机制和混沌变异策略的改进量子粒子群算法进行模型的求解,并与量子粒子群算法和量子进化算法的搜索结果进行了对比分析。应用IEEE-118节点系统进行算例分析,结果表明能准确搜索出基于负荷、电源和网架需求的核心骨干网架,所提出的改进量子粒子群算法收敛快,能够克服陷入局部最优,收敛精度高。     

考虑元件关联性的节点综合脆弱评估模型

针对大停电事故中故障元件之间的连锁相关性,提出了考虑元件关联性的节点综合脆弱评估模型。首先从电网拓扑结构和潮流分布的不均匀性出发,根据节点线路功率关联性给出节点重要度评估模型;然后从区域负荷波动的差异性出发,根据故障关联性提出节点抗压度评估模型;最后综合考虑重要度与抗压度建立节点脆弱性评估模型。该模型综合考虑了网络拓扑结构、运行状态对节点脆弱性的影响,能有效识别负荷增长时承担主要输电任务的节点,克服了以往方法不能随系统运行方式变化动态调整节点脆弱值的缺陷。通过新英格兰10机39节点系统仿真计算,验证了模型的正确性和有效性。     

基于多因素融合的电网高风险设备评估方法

最大可能地降低设备风险是防止电力系统发生事故的有效途径。从分析设备风险的影响因素的角度出发,综合设备重要度和设备隐患对设备风险的影响,定义了设备风险影响度,并提出了设备重要度指标和设备隐患指标,建立了设备风险影响度计算指标体系。在该体系的基础上,利用设备相对重要度矩阵和设备相对隐患矩阵构建设备风险影响度计算模型以获取设备的风险影响度,以辨识出对电网可靠、稳定和安全运行具有巨大影响的高风险设备,从而有针对性地对高风险设备进行重点关注,对降低电力系统的总体风险水平具有重要意义。最后,将该方法应用于山西晋城220 kV东沟变电站中主要设备的风险影响度计算。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性,为进一步挖掘高风险设备提供了数据支撑。     

相依网络理论下电力通信网节点重要度评价

智能电网中电力系统与通信系统的紧密结合,使得电力通信网络在双网相依系统中愈加重要。通信网络中节点发生故障,尤其是高重要度节点,不仅会影响自身网络系统还会影响与其相依的网络,导致连锁故障的发生。因此,对智能电网中电力通信网络节点重要性进行评价具有重要意义。将电力物理-信息相依网络中单侧网络提取出来,以链路已用率和电力线阻抗值作为边权参数建立有权网络模型。根据有权网络节点重要度评价方法,分别对两子网进行分析。然后根据电力网依存于信息通信网的依存边矩阵,计算相依网络中电力通信网络节点的重要度指标,找出重要度大的节点。以IEEE30节点系统为例进行了仿真实验,证明了该方法指标的可行性和实用性。     

模糊层次分析法在变压器脆性分析中的应用

采用模糊层次分析法对系统脆性进行了分析.由模糊层次分析法得到了因素(或元件)的相对重要度排序矢量,通过定义脆性激发度及激发阈值,对系统的脆性是否被激发进行了理论的分析.通过分析,可以找出系统中的脆性元件或因素,可以最大程度地避免脆性的发生.最后以变压器故障的模糊层次分析为例,从变压器故障因素的相对重要度入手,找出了容易引起变压器故障的脆性因素,经检验该方法是可行的,同时说明进行系统的脆性分析是完全必要的.     

共享风险链路组与风险均衡的电力通信网路由优化策略

从电力通信网的构成出发,分析了网络承载的业务和业务重要度的重要性。提出评价业务重要度的逼近理想解排序法(TOPSIS),分析了网络中广泛存在的共享风险问题,建立了风险均衡模型,提出了共享风险链路组(SRLG)与风险均衡的电力通信网路由优化算法。引入平均业务风险、风险均衡度、阻塞-风险综合指数和SRLG剩余带宽容量占比等指标进行路由优化和性能评价。以江苏省某市的光缆路由拓扑为例进行仿真,验证了所提算法的有效性。仿真结果表明,所提算法在不增加阻塞风险的情况下,有效降低了网络平均业务风险,提高了工作路径的风险均衡度,减少了SRLG剩余带宽容量占比进而降低了共享链路的业务失效风险。     

计及节点重要度协同知识模型的电力通信QoS路由策略

“双碳规划”下电网面临形态和功能的集约升级，区域内节点化、模块化特征愈加突出，亟需研究一种计及节点特性的路由算法，来保障通信网支撑能力。首先，依托节点的电网影响度和拓扑关系定义了重要度参数。其次，从状态转移、自适应搜索收敛控制等方面将重要度嵌入策略模型，引导路由优化方向。然后，引进参数知识模型挖掘优化问题的相关知识，协同重要度指导后续优化过程，降低了蚁群系统的参数敏感性。最后，通过仿真证明在满足服务质量(quality of service, QoS)前提下，策略模型计及节点重要度的知识型路由能快速收敛，并提供了良好而稳定的主备用路由性能。     

基于复杂网络理论的输电容量匹配模型

为提高电力系统供电可靠性,减少大规模连锁故障发生的几率,针对连锁故障的传播提出一种线路重要度评估指标,用于量化输电线路故障对于连锁故障传播的作用,并根据线路的重要度评估结果给出了输电容量匹配模型。藉由该匹配模型可以合理配置系统的输电容量,即优化系统的负载率分布从而达到提高系统供电可靠性的目的。仿真实验结果证明,在系统输电容量冗余,即系统整体负载率相同的情况下,所提出的优化模型匹配输电线路的输电容量或调整负载率分布可以防止故障传播过程中系统负载率向异质分布的演化趋势,从而降低大规模连锁故障发生的几率。     

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。     

基于业务的光缆故障危害性分析方法

光缆是电力通信网的主要媒质,承载了大量的电力业务。目前,重要线路的确定方法多采用图论算法,并未考虑线路中承载的业务,不完全适用于电力通信系统。文章结合电力光纤通信的特点,总结了电力光缆故障原因,分析了电力业务重要性、业务性和光缆故障发生概率,得出了光缆故障危害度的计算方法,并通过算例比较结果,证明该方法适用于确定重要的电力通信光缆线路。     

融合拓扑及业务特性的电力通信网关键节点识别

识别电力通信网中的关键节点并对其进行重点保护,对提高网络整体可靠性有重要意义。在网络拓扑层,计算节点失效后电力通信网自然连通度的变化,得到节点拓扑重要度（NTI）。针对电力通信网业务性能指标要求不同给出了业务重要度的评价方法;融合业务信息与拓扑信息定义了网络加权自然连通度,提出了节点融合重要度（NCI）的概念,以实现电力通信网关键节点的识别。以某地区电力通信网为例,将所提方法与其他传统方法进行仿真对比,实验结果表明所提方法的合理性和有效性。     

电网运营风险预警评估的模糊故障树分析模型

基于模糊故障树分析法提出了一种电网运营风险预警评估指标体系的构建方法,通过将电网运营分为电网结构、电网运行、设备运检和安全管理四个系统,综合考虑各个部分对于电网运营风险方面的影响作用。首先,将各个系统指标出现异常波动作为故障事件,建立与指标评估体系相对应的模糊故障树,利用模糊数学原理确定了各个系统指标相对于电网运营风险的重要度;其次,取代一般的专家经验法获得权重,将重要度作为评价指标的权重引入评估体系中,在此基础上结合评价指标实际测量值对电运营风险水平进行综合评估;最后对综合预警评估结果利用雷达图进行风险扰动源确定,准确定位需要控制的风险指标,为电网运营风险提供一套高效准确的预警评估方法和评估流程。