基于组织介数指标的电网线路脆弱性评估

本文提出一种基于组织介数的线路脆弱性评估方法。该方法从电网络理论出发,首先推导了节点注入电流影响因子指标,量化了线路介入输电的程度;结合支路综合连接度指标,定义线路组织介数指标。IEEE 39节点系统仿真结果表明,所提方法能够从结构性视角有效识别电网脆弱线路。     

输电线路的潮流介数及其在关键线路识别中的应用

根据输电线路在电网发电负荷节点对间的功率传输中被利用的程度,同时考虑发电容量和负荷水平的影响,提出输电线路的潮流介数指标,并以此作为辨识关键输电线路的判据。该判据能够适应电网不同运行方式下潮流分布的特点,量化了输电线路在全网功率传输中的作用和贡献,其物理背景更加符合电力系统实际。甘肃电网的实际算例表明,电网中输电线路的潮流介数具有显著的异质性特点,少数的几条输电线路在电网的功率交换中起到关键作用;基于潮流介数的相继故障方式下的负荷损失明显高于已有电气介数指标和随机故障方式;以潮流介数指标识别出的关键输电线路以及电网不同运行方式对潮流介数的影响结果,非常符合甘肃电网的实际运行特点;从而证明了利用潮流介数辨识关键输电线路的有效性。     

基于功率介数的电网关键环节辨识

综合功率输送关系、电网拓扑结构和系统运行状态,提出了功率介数的概念。根据网络连通性及功率输送分配关系,分别定义了线路功率介数和节点功率介数。通过关键线路断线或过负荷的连锁攻击进行有效性校验。以IEEE 39节点系统作为测试算例,计算线路的功率介数和节点功率介数并进行排序,按照排序结果对这些元件进行攻击,验证了这些高功率介数元件确为网络中的脆弱环节。分别以网络效能函数和潮流熵进行静态攻击稳定性校验,校验结果表明电气元件的功率介数越高对电网运行的影响就越大。     

潮流介数理论在输电网断线风险评估中的应用

将潮流介数理论应用于输电网断线风险评估。首先,定义了象征线路关键性的线路潮流介数和象征节点重要性的节点潮流介数;其次,结合传统故障后果严重度指标,建立了基于潮流介数的线路过载严重度指标和节点电压越限严重度指标;最后,将输电网断线故障的概率与基于潮流介数的严重度指标结合,得到了基于潮流介数的断线风险评估指标。仿真结果表明,该方法能科学、合理地评估输电网断线风险,为运行人员防控连锁故障提供有益的辅助信息,避免重大事故的发生。     

基于综合介数与电网传输效率的关键线路辨识

为有效辨识出电网中关键线路,提出了基于综合介数指标与电网传输效率的关键线路辨识方法。首先,在潮流介数与电网潮流分布的基础上,综合考虑了线路的功率传输裕度与故障后的潮流转移,科学量化了关键线路在电网结构与运行中的重要性与脆弱性,其物理背景更符合电力系统实际。其次,为有效验证综合介数指标所辨识出关键线路的有效性,结合网络传输效率与电网潮流的方向性,提出了电网传输效率指标。通过IEEE-39节点标准测试系统的仿真结果表明,综合介数指标能更有效的辨识出电网中的关键线路。     

考虑线路介数和well-being风险贡献度的电网脆弱线路评估

输电线路脆弱性评估是电网脆弱性研究的重要内容,现有评价方法评价角度单一,且无法考虑天气因素的影响,缺乏实用性,为此,提出了一种评估输电线路脆弱性的新方法。基于加权介数模型,计算线路加权介数指标,基于well-being风险追踪模型,计算考虑元件敏感度的well-being风险贡献度指标。同时,结合两状态天气模型,研究了恶劣天气对线路脆弱性的影响。结合线路介数和well-being风险贡献度提出了兼顾系统网络结构和运行状态特性的综合脆弱性指标,并给出了输电线路脆弱性评估方法流程。最后对IEEE-RTS系统进行仿真,结果证明了所提指标和方法的合理性和实用性,该方法可以辨识出处于电网关键输电通道上的脆弱线路,为电网运行维护提供参考。     

大电网脆弱性评估的潮流介数分析方法

针对复杂大电网局部故障后其脆弱性有效定量分析难的问题,将潮流介数理论应用于大电网脆弱性评价分析,并对其可行性进行定量分析。首先,基于复杂网络理论,分析了大电网的拓扑结构,确定了大电网具有小世界网络和无标度网络的特性,即电网的拓扑结构是脆弱的且具有关键的脆弱节点。其次,根据电网在当前运行状态下的潮流分布,根据节点和支路在电网中的参与程度,引入物理背景更加符合电力系统背景的潮流介数概念,对节点和支路在电网功率传输中的重要作用进行科学的量化,在此基础上,构建了大电网局部故障阶段结构脆弱性评价指标。最后,仿真分析IEEE 30节点系统,验证其作为电网网络脆弱性评估指标的可行性,以及证实与拓扑介数指标相比较,潮流介数能较好评估电网在稳态运行中发生局部故障的脆弱性。     

基于电气介数的复杂电网脆弱线路辨识

提出了基于直流潮流计算的电气介数和新的网络效能指标,来辨识复杂电网中的脆弱线路。该电气介数克服了电抗加权拓扑介数假设"发电-负荷"节点间潮流沿最短路径或最有效路径传播的缺点,且考虑了发电容量和负荷容量及其分布的影响。引入了考虑电气距离和容量分布的网络效能指标来表征故障后的网络效能。由IEEE39节点和IEEE118节点的数值仿真可知,高电气介数线路通常属于长程连接,处于重要的输电通道上,对这些线路的蓄意攻击,电网效能迅速下降,证实了电气介数能辨识复杂电网中的脆弱线路。     

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。     

基于潮流介数的电力系统关键线路辨识

提出线路潮流介数并将其应用于电力系统关键线路的辨识。该方法基于系统当前运行方式和潮流分布,克服了以往(加权)介数指标假设节点间功率按最短路径传输和忽略线路潮流具有方向性的弊端,能有效反映和量化线路在发电机到负荷功率传输中发挥的作用,同时考虑了发电机和负荷间最大可用传输功率对线路关键性的影响,其物理背景更加符合电力系统实际。同时,在反映关键线路故障对电力系统状态造成影响方面,提出采用层次分析法分析关键线路故障对系统线路过负荷、节点电压越限和暂态稳定性等方面造成的综合影响,验证利用潮流介数指标辨识出关键线路的相对重要程度。CEPRI 36节点数据和甘肃电网实际运行数据的仿真结果表明,所提关键线路辨识方法能够更好地反映线路在整个电网中的重要程度,验证了潮流介数在电力系统关键线路识别中的正确性和有效性。     

基于综合功率介数的主动配电网脆弱性分析

考虑到主动配电网在智能电网发展中的重要性以及在潮流分布与运行方式上的复杂性,进行了符合主动配电网运行实际的脆弱性分析。将主动配电网视为有向网络,将系统潮流分布方向作为网络邻接矩阵的方向矢量,从而得到考虑方向性的网络介数指标,以衡量各节点在网络连通性中的重要性。考虑发电机-负荷因素,分析功率在支路间的分布情况,提出功率因数指标,以评定各节点在功率传输中的作用。使用熵值法确定各指标权重,提出综合功率介数的概念,并对主动配电网的脆弱环节进行识别。以年为时间尺度,对网络脆弱性的年变化趋势进行研究,发现了较强的季节特性。使用添加了分布式电源与电池储能系统的IEEE 33节点系统,计算了网络在受到按脆弱性识别结果进行攻击时的失负荷率,验证了所提方法的正确性。     

基于改进功率介数的电网风险评估

针对国务院599号令《电力安全事故应急处置和调查处理条例》以及《中国南方电网有限责任公司电力事故(事件)调查规程》中强调电网发生事故后对用户侧产生的影响,提出考虑发电机和负荷的社会属性的改进功率介数。利用改进功率介数衡量线路和节点的重要度,并将改进功率介数引入到电网故障后果指标,克服传统风险评估方法对发电机和负荷社会属性及潮流流动影响考虑不足的缺陷。故障后果指标选取了考虑电网一次系统权重和二次系统权重的网络效率、电网的加权潮流熵、电压偏移严重程度以及负荷损失严重程度。针对上述故障后果指标,提出采用直觉模糊层次分析法,同时考虑决策过程中隶属度、非隶属度、犹豫度三方面信息,更为客观地评价电网故障后果的严重度。采用非序贯蒙特卡洛法计算故障概率,最终得到电网故障风险。算例结果表明,所提出的基于改进功率介数的电网风险评估方法可以在强调负荷社会属性的情况下更好评价电网风险。     

计及无功潮流影响的传输介数概念及其电网关键线路辨识研究

在潮流介数的基础上,考虑了线路在传输无功潮流方面的作用,提出线路传输介数并将其用于辨识电网关键线路。由于充足的无功支持是电压稳定性的基础,将无功传输的作用纳入到关键线路辨识方法中后,传输介数能准确地辨识出影响系统电压稳定性的重要线路。关键线路的连续故障会导致有功和无功传输通道的破坏,需要切除部分负荷以维持系统频率和电压稳定,故采用基于最优潮流的失负荷量作为故障线路重要性的评价指标,以验证具有高传输介数的线路在电网运行中承担关键作用。IEEE39和IEEE118节点系统算例表明,传输介数能够辨识出系统中影响节点电压稳定水平的重要线路,其辨识效果优于潮流介数,基于传输介数的电网关键线路辨识方法具有合理性和有效性。     

基于电流介数的电力系统脆弱性评估

为了在电网发生大停电事故时有效识别故障方向,文章基于基尔霍夫定律,提出了线路的电流介数指标。该指标是在输电网中潮流有向的沿所有可能路径传输的模型下建立的,同时考虑了线路可通过的最大电流值及网络的拓扑特点,与电气介数相比该指标更能体现实际电网的特点。通过对IEEE-39节点系统在不同攻击后最大传输能力的差异,表明了电流介数指标的正确性与合理性。     

基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识

快速、准确和全面地辨识关键线路对预防连锁故障、保障电网安全稳定运行具有重要意义。提出一种基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识方法,该方法首先建立电网有向加权拓扑模型,然后基于源流路径链生成算法,搜索源流节点对间的所有潮流传输路径。根据输电介数的定义,计算各线路的输电介数并排序,按照排序结果辨识电网关键线路。最后,通过对IEEE39节点的算例测试,验证了所提算法的有效性和准确性。     

基于电气介数的电力系统脆弱性分析

复杂系统脆弱性分析是现代社会的重要研究议题.近来,复杂网络理论也开始应用于电力系统的结构脆弱性分析.但是,一个纯粹的拓扑方法不能深刻表达电力系统的特性.因此,本文从复杂网络的概念出发,定义了表征网络电气特征的电气介数,该参数考虑了功率的分布和极限等电力系统的具体特征.通过比较IEEE39节点系统在遭受攻击后的传统介数和...     

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。     

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。     

基于复杂网络与运行因素的电网薄弱点辨识方法

针对电网薄弱点辨识方法中存在未计及节点局部和整体特性、节点间功率传输的相互影响和对节点电压约束考虑不足的问题,提出一种基于复杂网络与运行因素的薄弱点辨识方法。通过考虑电力系统的拓扑、线路参数、潮流特性和运行参数等因素,建立了基于拉普拉斯矩阵谱半径的节点重要度指标、节点介数指标和电压越限指标。然后,采用组合赋权法对复杂网络指标和运行指标进行权重分配,得到辨识电网薄弱点的组合指标。最后,利用IEEE30和IEEE118节点系统验证所提方法的可行性和合理性。结果表明该方法辨识结果比现有方法更准确、合理,对电力系统的影响更大。