基于复杂网络理论与风险理论的地区电网脆弱性评估

电网脆弱性不仅与电网的网络结构及其电气参数有关,还与电网的实时运行状况及约束条件有关。基于复杂网络理论与风险理论,提出了一种新的电网脆弱性评估方法。首先以节点重要度指标和线路改进介数指标对电网中的脆弱源进行识别;再利用设备状态检修数据建立起脆弱源元件的故障模型,依据设备的健康指数推算出设备的故障可能性,并引入效用理论来评估故障严重度,得到相应的综合静态风险指标;最后基于网络结构特性指标和综合静态风险指标定义了节点脆弱度和线路脆弱度指标,并以某一地区电网为例进行分析,结果表明,文中定义的脆弱度指标能有效地克服以往从单一角度去评估电网脆弱性的弊端,提高了辨识精度与辨识效果,验证了该脆弱性评估方法的合理性及有效性。     

基于综合权重法的电力系统脆弱线路识别方法

提出了电力系统脆弱性线路识别的评估指标,考虑电气结构特性和状态转移特性,构建了包含电气结构重要度、支路连接综合度、支路后果脆弱指标、节点电压偏移的指标体系。综合专家主观意见和客观信息,运用综合权重法辨识电网中的脆弱线路。应用IEEE 39节点系统进行仿真分析,验证了所提出的脆弱性指标的合理性和评估方法的有效性。     

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。     

基于受冲击与断开后果脆弱度的电网关键线路识别

综合线路断开可能性和断开后果,提出基于受冲击与断开后果脆弱度的电网关键线路识别方法。定义线路受冲击脆弱指标,从其他线路对目标线路造成的潮流冲击影响及目标线路本身的抗冲击韧度两方面评估线路开断概率。同时考虑电网的电气结构和状态转移特性,构建包含电气结构重要度、支路开断脆弱指标、节点电压偏移量的指标集。基于模糊层次分析(FAHP)与改进熵权法建立线路断开后果评估模型。结合线路受冲击脆弱指标与断开后果脆弱指标定义综合脆弱性指标,全面衡量电网线路的脆弱度。IEEE39节点系统仿真结果验证了所提出的识别脆弱线路方法的有效性。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

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。     

基于信息熵和层次分析法的电网节点脆弱度评估

针对采用复杂网络理论指标评估电网节点脆弱性时存在的不足,提出基于熵权模糊综合评价的节点脆弱度评估模型。模型建立在信息熵和层次分析法理论基础上,综合节点的客观数据信息和主观专家意见,实现对电网节点脆弱度的全面评价。本文方法既可以根据熵权或专家权重进行优选,还可采用两者相结合的综合权重进行决策,而且便于扩展。以IEEE39节点系统验证了本文方法的有效性。     

基于元胞自动机演化的复杂电网脆弱性研究

根据元胞自动机理论在复杂系统中的应用,提出了一种新的复杂电网脆弱性评估方法——从元胞自动机的基本定义出发,建立复杂电力网络节点脆弱度指标的节点脆弱度元胞自动机模型,通过该模型演化得到节点脆弱度指标,并综合考虑电力网络的结构特性、功率特性和相邻节点间的相互影响。最后,通过IEEE39节点系统仿真实现对节点脆弱度的排序,并通过与其它指标的对比验证了该模型的有效性和优越性。     

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。     

基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的电网节点综合脆弱性评估

针对电网脆弱节点辨识存在的评估指标片面、不同评价方法偏差较大的问题,从系统固有拓扑结构、电网当前安全运行水平以及预想故障冲击影响三方面出发,构建电网脆弱性节点评估指标体系。该体系基于系统对脆弱度的需求层次,衍生出改进节点韧性度、节点电气介数、节点能量裕度、改进潮流分布熵及最小失负荷百分比等相关指标,综合考虑电网结构抗毁性、节点抗干扰能力、节点退出运行后系统潮流分布及系统自我调节后仍无法避免负荷削减时的状况。提出基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的综合评估模型对节点脆弱度进行评估。IEEE39节点系统算例证明了所提指标体系与评价方法的合理性和有效性。     

基于改进TOPSIS灰色关联投影法的主网网架结构评价

针对目前主网网架结构缺少全面客观评价的现状,提出一种基于改进逼近理想解法(TOPSIS)灰色关联投影法的主网网架结构评价方法。定义归一化代数连通度指标,选取归一化代数连通度、负荷平均最短供电距离、输电网网损、电压越限节点比例、重载线路比例、电压稳定裕度指标构建主网网架评价体系;使用主客观最优组合赋权法确定各评价指标权重,并采用改进TOPSIS灰色关联投影法计算各网架的综合评分。以IEEE 118节点系统及某市级电网主网架为例进行计算分析,结果验证了所提方法能够客观有效地对主网网架结构进行评价。     

基于等级划分隶属度函数的脆弱节点综合评估

复杂配电网中脆弱节点的评估日益困难,为有效建立评估指标等级的联系量化关系,提出一种等级划分的隶属度函数来刻画评估指标各等级之间的脆弱特性。首先,根据配电网的拓扑结构与实际运行工况,提出节点级数、有功度数以及基于负荷冲击、故障断线的电压增量严重度4个指标来分析整个配电网,根据指标变化的离散程度,采用熵权法来确定各指标的权重。然后,采用一种基于等级划分的隶属度函数,对脆弱节点的各项指标建立隶属等级模型。最后,通过隶属矩阵运算方法,计算配电网各节点的脆弱度值,来辨识配电网的薄弱环节。算例结果表明,所提出的综合脆弱度评估体系符合实际情况,能够有效辨识配电网中的脆弱节点,同时验证此脆弱度评估体系地合理性和实用性。     

计及新能源出力波动性的节点状态脆弱性评估

电网的状态脆弱性能够从运行状态角度反映电网所具有的抵御电压或频率扰动的能力.随着高渗透率可再生能源的接入,电力系统的运行方式和安全控制手段变得越来越复杂.有必要对现有的节点状态脆弱性评估方法进行改进,进一步考虑新能源机组特点及其出力波动性进行状态脆弱性评估.文章基于新能源电源并网点对外电网戴维南等值模型,提出一种新能源电源节点脱网免疫指标和计算方法,并在此基础上计及新能源电源出力的波动性,提出一种基于点估计法的新能源电源节点状态脆弱性指标.基于某省级电网实际算例对所述方法的正确性及有效性进行了验证分析.方法 能够对计及出力波动条件下的新能源机组脱网风险进行综合评估,可应用于对新能源电站不同接入方案的评估与规划.     

基于TOPSIS算法的电力通信网关键节点识别

电力通信网某些关键节点对于网络安全可靠运行有着重要意义。为识别关键节点,提出一种基于TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)算法识别电力通信网关键节点的方法。首先构建节点重要度评价体系,将每个节点看作一个方案,将评价指标看作方案属性,将主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵权法相结合,求得综合权重。然后给每个评价指标赋权。最后采用多属性决策的方法求得节点重要度,根据重要度值的大小识别出关键节点。采用某省实际电网进行检验,仿真证明,相对于现有其他算法,该算法能更准确地识别关键节点,验证了该方法的实用性和有效性。     

电网脆弱性综合指标建立与评估

为评估节点故障对电网的静态性能的影响,构建了一种基于复杂网络理论的电网脆弱性综合评价指标。在由最大连通子集与网络平均效率组成的结构脆弱性指标,以及由失负荷比例与电网功率传输效率组成的功能脆弱性指标的基础上,构建了一种基于熵值模糊综合评价法的脆弱性综合指标。该方法克服了多种指标赋权时,主观性强、容易出现与实际数据不相符的现象。最后通过对IEEE-118节点系统的仿真、分析,比较了随机、节点度、节点电气介数、传统线路介数以及线路电气介数5种不同的攻击对电网的脆弱性综合指标、各个单一指标的影响,同时验证了该综合指标的合理性。     

基于短路容量的含大规模新能源接入的电网状态脆弱性评估方法研究

为了准确分析大规模新能源接入电网后负荷节点的运行特性,根据戴维南等值理论,将大规模新能源接入后的电网络等值为3节点系统。在该等值系统的基础上建立了基于短路容量的状态脆弱性评估模型及指标,使状态脆弱性评估体系更完善。在计算所得的状态脆弱性指标的基础上,采用PAM聚类算法和Homogeneity-Separation(HS)评价指标来自动聚类分级后,辨识出系统的脆弱节点。基于该方法,对改造的IEEE39节点算例进行了仿真分析。通过与传统的电压裕度指标评估结果的比较,仿真结果表明,利用短路容量可以准确评估负荷节点的状态脆弱性;且应用PAM聚类算法进行薄弱节点辨识方法的可行性及适用性,具有在线评估的应用前景。     

基于改进泰尔熵和熵度的电力系统关键节点识别

为了弥补信息熵考虑因素单一的缺陷,引入泰尔熵并对其适当改进用于电力系统关键节点识别中。改进后的泰尔熵将系统线路按照负载率进行分区,并分别计算节点功率变化时同区及区间潮流分布的均匀程度,然后采用负载率对同区结果进行加权,得到节点的改进泰尔熵指标。为了使识别结果更贴近工程实际,采用熵度评估了节点网络拓扑位置的重要性,然后提出了关键节点综合评估指标。综合评估指标兼顾节点网络拓扑结构重要性和其功率变化对潮流的影响情况,通过对IEEE-39节点系统进行关键节点识别验证,验证了方法的可行性和有效性。     

基于组合赋权与TOPSIS模型的节点电压暂降严重程度综合评估方法

提出了一种基于组合赋权与TOPSIS模型的节点电压暂降严重程度综合评估方法。以SARFI指标、平均暂降能量指标ASEI与暂降严重性指标SSI为元素建立属性集合。采用熵权法与变异系数法计算各指标组合权值,结合TOPSIS模型提出了电压暂降严重程度综合评估方法。通过比较各节点与TOPSIS模型中正理想解相对近似度大小,判断暂降严重程度。使用该方法对某城市电网电压暂降进行评估,利用节点分级方法将模型评估结果与各指标评估结果进行对比分析。结果证明,该方法既能凸显指标间评估结果的一致性,又能缩小其差异性,所得结果客观和准确,更符合实际。     

基于改进TOPSIS法和德尔菲—熵权综合权重法的电网规划方案综合决策方法

针对目前电网规划方案综合决策问题中客观数据利用不充分和权重分配不合理的问题,提出一种基于改进TOPSIS法和德尔菲—熵权综合权重法相结合的电网规划方案综合决策方法。首先,根据电网规划的发展特点和基本属性,构建了考虑安全、效益、成本和适应性的电网规划SECA综合评价指标体系。其次,应用博弈论模型得到德尔菲—熵权综合权重计算方法。然后,引入绝对理想点以及投影法对TOPSIS法进行改进,并采用改进TOPSIS—德尔菲—熵权组合评价进行电网规划方案评估。最后,利用实际算例验证了该方法的有效性。TOPSIS法与综合权重法相结合充分利用了客观数据全部信息,并且同时具备了TOPSIS法简单实用、可操作性强以及综合权重法主客观均衡的优势。