基于潮流嫡的复杂电网自组织临界态判断模型

为研究复杂电网大停电的发生机理,同时找出影响大停电发生的关健因素,文中基于嫡理论提出了电网的潮流熵概念,用以定量描述线路潮流分布的不均衡性.基于潮流墒提出了复杂电网自组织临界态判断模型.对IEEE 118节点系统的仿真结果表明,潮流嫡对电网连锁故障的传播具有重要影响,是决定系统是否进入自组织临界态的重要因素.使用该判断...     

基于联合加权熵的电网自组织临界状态演化

针对潮流熵和网络拓扑熵在表征电网自组织临界演化水平上的局限性,提出用负载率进行加权的加权潮流熵和用度数大小进行加权的加权网架结构熵,分别表征电网负载率和潮流分布变化、电网度数大小和度数分布变化后电网的自组织临界状态演化水平;结合信息论首次提出联合加权熵,综合反映了电网的网架建设、负载率以及潮流分布对电网自组织临界性的影响,从而从一个全面的角度表征了电网的自组织临界演化水平。结合大停电风险评估指标风险价值和条件风险价值对甘肃电网的自组织临界演化进行了仿真计算,仿真结果证明联合加权熵在表征电网自组织临界演化水平上的全面性和有效性。     

基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别方法。通过直流潮流法快速估算线路断开时系统其他线路的潮流增量及负载率,采用加权潮流冲击熵反映目标线路受其他线路断开的转移潮流的影响,利用加权潮流分布熵反映目标线路断开对系统线路负载率分布的影响。结合加权潮流冲击熵与加权潮流分布熵定义线路综合脆弱指标,识别电网故障传播中的脆弱线路。直流潮流法可通过简单的数学运算准确估算系统断线故障时各线路的潮流情况,计算量少,适用性好。该方法综合考虑线路的受冲击脆弱度和断开后果脆弱度反映线路在电网故障传播中的脆弱性,同时,加权潮流熵有效反映了线路负载率较高甚至过载时的危险性。在IEEE39节点系统中对该方法进行了验证。     

基于潮流熵测度的连锁故障脆弱线路评估及其在四川主干电网中的应用

运用熵的基本原理,结合电网扰动下线路潮流转移和分布特性,提出线路潮流转移熵和线路潮流分布熵的概念。针对不同运行状态下电网脆弱环节的转移特点和过负荷与故障断线扰动下线路潮流熵的变化特点,考虑电网实时运行风险,提出基于潮流熵的脆弱评估模型。IEEE　30 节点系统仿真结果验证了所提方法的可靠性和全面性。丰大和枯大方式下四川主干网应用表明,潮流分布熵越大、潮流转移熵越小的线路过负荷冲击脆弱度越大;潮流负载较重、运行故障率高、潮流转移熵较小的线路故障断线风险脆弱度高;丰大、枯大期电网的脆弱环节发生转移;基于潮流熵的电网综合脆弱线路与电网实际薄弱环节相吻合。     

考虑电网状态和网络结构的脆弱线路评估

在电网结构脆弱性分析的基础上,计算出线路介数。考虑移除电网中任一线路后的电网潮流分布状态,引入潮流熵的概念来评价电网在线路移除后潮流分布的均衡性。提出了结合电网结构脆弱性的线路介数和潮流分布均衡性的潮流熵的综合脆弱性指标,判别电网中的脆弱线路,可为电网脆弱性评估及电网运行维护提供参考。     

基于结构平衡理论的电网自组织临界态辨识

准确度量复杂电网自组织临界态对于电力系统连锁故障的预防控制以及电网的升级改造均具有重要的应用价值。该文将电网输电线路虚拟为节点,以输电线路间的相互关联作用为边,综合考虑线路初始负载率、负载率增量和负载率增量的平均值定义了输电线路间相互影响的符号属性,进而构建了以线路重要度为点权、以线路间相互影响的符号属性为边权的电力系统状态关联网络。借鉴一般符号网络的结构平衡理论,建立并分析了电力系统运行状态平衡结构的模式及分类。在此基础上,提出了电力网络不平衡度的综合评价指标,该指标既可表征线路间潮流分布特性,又可表征能量化系统的扰动化解能力,可用于度量系统的自组织临界态。仿真结果表明,网络不平衡度在不同网架结构、潮流熵和负荷水平下均能有效识别电网自组织临界态,特别是在低负荷、低潮流熵工况下,仍有较强的适应性。     

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。     

计及潮流转移特性的直流潮流控制器优化配置

直流电网的潮流可控支路数遵循N−1原则,在线路上安装直流潮流控制器可提升直流电网的潮流控制自由度。现有关于直流潮流控制器配置的研究都只关注其稳态特性,考虑到直流系统发生断线故障可能导致线路过载,从潮流转移的角度提出一种新的直流潮流控制器配置方法。建立安装直流潮流控制器后的直流电网数学模型,应用灵敏度分析结合潮流分布情况确定直流潮流控制器安装位置,提出直流系统潮流转移熵,结合直流系统加权潮流熵对直流潮流控制器进行优化。仿真结果显示,在不同运行方式下,采用所提方法进行优化不仅能改善潮流分布,还能优化直流线路的潮流转移特性,且N−1故障后重载线路的平均负载率明显降低,验证了所提方法的有效性。     

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.     

含大规模风电集中接入的电网自组织临界态辨识

基于学习向量量化(LVQ)神经网络法,提出了一种含大规模风电集中接入的电网自组织临界态辨识方法。该方法以加权潮流熵、网络拓扑熵和风电波动熵等熵值物理指标为主要输入对象,以停电数据的幂律尾曲线拟合方法生成的数据作为训练样本,采用LVQ1和LVQ2算法对创建的LVQ神经网络进行训练,然后利用经过训练后的网络模型进行含大规模风电集中接入的电网自组织临界态辨识。该方法建立了物理指标与自组织临界态之间的直接联系,避免了采用传统辨识方法多次仿真和较多主观干预的问题。实例仿真结果表明,所提方法能够正确地对电网运行状态进行辨识。     

基于潮流熵的电网连锁故障传播元件的脆弱性评估

为研究电网连锁故障机理,同时判别出连锁故障传播过程中的关键脆弱元件,从熵的基本原理出发,结合过负荷与断线扰动下潮流的分布特性,提出了基于潮流熵的脆弱元件评估模型。通过对新英格兰10机39节点系统的模拟计算,节点单位过负荷扰动下,节点的潮流分布熵越小,越容易导致系统支路越限,节点越脆弱;支路受"发电机—负荷"节点对的潮流冲击越大、支路潮流转移熵越小,支路越脆弱,在连锁故障中起到关键传播作用;与基于介数、风险等方法的脆弱元件判别结果相比,基于潮流熵的脆弱元件评估模型物理意义明确,计算速度快,脆弱元件集符合实际情况。     

基于熵理论的电力系统最优潮流均衡度分析

现代电力系统呈现出多种复杂特性,加之新形势下电网互动运行成为热点,如何提高系统在众多复杂运行特性中的安全运行水平成为研究的重点和难点。针对此问题,提出基于熵理论的电力系统潮流均衡度分析方法,通过研究潮流变化特性,探索提高系统安全运行水平的新方法。首先,从负荷变化对系统潮流变化的影响机理出发,建立基于信息熵的潮流转移熵指标,描述系统支路潮流变化的均衡程度。进一步以潮流转移熵为目标函数建立电力系统最优潮流均衡度模型,优化系统运行方式,提高系统安全负荷裕度。在IEEE 300节点系统下设置常规运行方式及源荷互动运行方式,通过算例分析验证了所述潮流转移熵指标及所建立最优潮流均衡度模型的有效性。算例同时表明,所述方法与直接以负荷裕度为目标的优化方法相比速度大为提高,为电力系统日内及日前发电计划的优化调整提供了参考。     

基于系统熵变特征分析的电网关键线路辨识方法

针对电力系统线路故障对系统的冲击与系统对故障消纳的耦合动态行为，提出了基于电力系统熵变特征分析的关键线路辩识模型。定义了考虑系统结构与状态变化特征的电力系统熵变及其数学表达，包括基于线路热稳容量裕度变化情况的线路功率裕度熵变（正熵流）和基于系统对故障冲击能量消纳能力的线路潮流冲击熵（负熵流）；建立了基于系统熵变模型的关键线路辨识思路及流程，并给出了基于后评估检验的线路关键性校验指标。最后，通过IEEE-39节点系统和IEEE-118节点系统仿真计算分析，验证了所提思路和模型的合理性和有效性。     

基于潮流转移分布熵和负荷冲击灵敏度熵的电力系统关键线路识别

从直流潮流入手,结合矩阵理论,提出一种基于网络拓扑结构确定潮流转移区域及计算潮流转移量的方法,基于此定义潮流转移分布熵和负荷冲击灵敏度熵,提出关键线路综合评价指标。该指标既能衡量线路断开后系统内潮流转移按照线路容量裕度分布的均衡程度,又能衡量线路对各负荷节点负荷变化的灵敏程度。通过对所识别的IEEE 39节点系统的关键线路进行静态攻击,证明了所提方法的有效性和可行性。     

含大规模风电并网电力系统的关键线路综合辨识

风电的并网会给电力系统的稳定性带来影响,也会影响电力系统中关键线路的辨识。针对风电出力的不确定性,采用风电出力误差概率分布离散化的方法进行多场景的构建,充分考虑风电的接入对电力系统的影响。线路的过载是引发电力系统线路故障的重要原因,以线路负载率作为研究对象对潮流熵进行改进。在此基础上结合线路潮流介数,提出综合潮流指标对线路的重要程度进行排序,从而辨识出电力系统的关键线路。最后对IEEE39节点系统的关键线路辨识进行仿真计算,验证了所提方法的有效性及合理性。     

基于熵理论的最优潮流代理约束算法

针对最优潮流计算中不等式约束多且难处理的特点,对最优潮流代理约束算法进行进一步的研究。理论分析了该算法对不等式约束的处理方法及其精度和特性,发现该方法不但能提高计算速度,识别系统薄弱环节,而且具有内点法的特征。通过最小自由能的定义,推导出电力系统中大量约束不等式的有效性服从波尔兹曼（Bolzemann）分布,揭示了最优潮流代理约束算法的热力学机制。算例表明该方法是切实有效的。     

考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制

从熵理论角度出发,对现有的潮流转移熵模型进行改进,综合考虑转移潮流的分布均衡性及各线路的负载率,提出了一种考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制方法。该方法将改进的潮流转移熵作为约束条件引入到控制模型中,将发电机出力再调整作为重点控制措施,得到融冰预防控制模型。通过对IEEE-30系统进行仿真,结果证明该方法提出的控制策略能够有效减小因融冰断线对系统造成的冲击,降低了系统断线后的状态综合严重度,有效提高电力系统在冰灾情况下的安全水平。     

电压型直流潮流控制器优化配置方法

直流潮流控制器可提高线路潮流的可控性,针对多点电压下垂控制的直流电网,提出了一种电压型直流潮流控制器的优化配置及变比计算方法。建立了含潮流控制器的直流电网数学模型,采用灵敏度方法研究控制器对网络潮流分布的影响,从整个电网的角度得到直流潮流控制器最佳配置位置。针对加权潮流熵无法突出反映线路过负荷的情况,提出直流电网改进加权潮流熵,并将其作为目标函数,对系统潮流进行优化控制,由此得到对应的直流潮流控制器变比。以海上六端直流电网模型为例,验证了所提方法的有效性。