大停电自组织临界特征的若干问题探讨

对电力系统大停电的自组织临界特性的若干重要的问题进行了详细的讨论，包括大停电发生规模的幂率分布特征，分形特征及1/f噪声特征。该文利用国内的一些资料数据对我国电力系统的大停电的概率分布进行了回归分析，并在国内外研究工作的基础上从大停电持续时间分布的角度，对大停电的1/f噪声特性进行了近似证明，其结果和Bak等人在理想沙堆模型上得到的结果基本一致。     

电网大停电自组织临界性的概率统计分析法

针对复杂电力系统的自组织临界性特点,基于概率统计基本理论,利用极值分布的最大吸引场定理提出一种分析电网连锁故障大停电事故的有效方法。首先给出了衡量连锁故障大停电事故规模的指标及其选择依据和计算方法;然后通过定义连锁故障的分布函数计算出连锁故障发生的规模和概率。文章指出电网连锁大停电事故的发生与所研究的时间范围和故障规模有关,因此可以根据研究年限和故障规模来预测连锁故障发生的频率。对华北电网连锁故障大停电事故的历史数据进行了分析计算,结果表明了本文方法的有效性。     

巴基斯坦"1·9"大停电事故初步分析及启示

2021年1月9日,巴基斯坦古杜电厂故障导致国家电力系统连锁反应,引发巴基斯坦自建国以来最大规模停电事故。事故导致巴境内所有主要城市陷入黑暗,包括首都伊斯兰堡、经济中心卡拉奇及第二大城市拉合尔。文中介绍了巴基斯坦电网概况,叙述了事故前电网运行状况及事故的发展过程、恢复等情况,从网架结构、保护机制、管理流程等方面初步分析了事故发生的主要原因。对比分析了巴基斯坦三次大停电事故,并结合我国电力系统实际,提出了此次巴基斯坦大停电事故对我国电力系统的启示。     

基于动态仿真的连锁故障分析

提出一种基于长期动态仿真的电力系统连锁故障模型。该模型不仅考虑了动态过程中机组保护、变压器励磁保护、低频/低压减载、线路过载与短路故障、解列等因素,而且充分考虑了随机因素对这些保护元件的影响,可较为准确、有效地模拟电力系统连锁故障。基于PSS/E,采用蒙特卡罗算法对实际电网予以仿真,结果表明,停电规模 — 频次基本符合幂率分布且存在临界点,当故障规模超过临界点时系统幂尾特性发生变化且停电规模及其概率迅速增大,临界点的提出对预防大停电有参考价值。     

基于协同学原理的电力系统大停电预测模型

针对电力系统中某一元件故障,而导致一系列其他元件停运,并连锁反应迅速蔓延,最终发生电网崩溃的现象,文中对易引起恶性连锁反应事故的大停电机理进行了初步探讨,指出在大停电过程中,总是伴随着电网各子系统的竞争和合作,具有自组织临界特性,其过程存在着可预测性.进而基于自组织临界理论中的协同学原理,提出了一种电力系统大停电的预测模型--协同学预测模型.计算实例结果表明了大停电存在着自组织临界特性,提出的预测模型具有较高的预测精度,该模型可望为进一步深入分析电力系统连锁反应事故和大停电机理打下基础。     

外部风险源作用下电力系统自组织临界性分析

为了明晰电力系统大停电的内部风险源和外部风险源,讨论了全球变暖、地质灾害等外部风险源对电力系统发、输、配等环节稳定性的危害.通过对北美电网停电数据、地震灾害电网损坏数据的统计,得出全球变暖等外部风险源引发故障集中爆发是导致大停电事故的首要原因.分析了配电网故障数据,结果表明在强降水等极端事故下,配电网故障集中爆发是大停电损失负荷具有自组织临界性的重要原因.     

用复杂网络理论分析电网连锁性大停电事故机理

针对世界上连续发生的电网连锁性大停电事故,论述了长期以来采用的还原法的思想方法已不完全适应对电网整体动态特性的研究。简述了复杂网络的基本概念;综述了应用复杂网络理论,对美国和中国电网大停电事故的部分数据统计分析的结果。发现电力系统的无标度特性:大停电的规模与出现的概率具有幂律特征,而电网的自组织临界性是发生连锁性大停电事故的内在动力。提出建立实时动态的全国沙堆模型,为预测大停电事故提供实时信息和应用复杂网络的控制理论对电网关键节点进行保护和控制,以缓解大停电事故发生的设想。     

大面积停电事故防御方法研究综述

随着新型电力系统的构建,越来越多的可再生能源接入交直流混合电网,电力系统规模不断扩大,结构更加复杂,停电事故造成的后果愈加严重。为此,分析了常规大面积停电事故的起因和连锁发展过程,综述了我国大面积停电事故防御研究现状,对弹性电网、动态可靠性评估、停电防御博弈论进行了分析总结,并基于当前存在的不足提出了应对大面积停电事故的建议。     

近年来国内外大停电原因分析及启示

文章介绍和分析了近年来巴西、印度电网大停电事故,指出继电保护缺陷、连锁故障以及安稳控制系统策略不当是导致大停电的主要原因.结合中国电网实际,从网架结构、电力系统三道防线、提高极端事故下的应急能力等方面提出应当从大停电事故中吸取的经验教训.     

变电站安全稳定控制装置的应用分析

电力系统已步入大电网、高电压和大机组的时代,随着社会对电力资源依赖的加强,电力系统日趋庞大和复杂,它的发展面临着机遇和挑战,对大型电力系统的安全稳定运行的要求也越来越高。电网规模的不断扩大,大区域电网的不断互联,使得电网结构的复杂程度不断增加。电力系统分布范围广,运行元件多,使得电网发生故障后波及面大。确保电力系统安全稳定运行,防止大面积停电     

自组织临界性与大停电事故预测

围绕当前电力系统自组织临界性(SOC)模型及大停电事故幂律关系的研究,从物理学的角度讨论了SOC的理论意义,说明了SOC模型为停电事故危险性分析中使用过去的有限资料来预测未来事故的方法提供了较为合理的理论依据。论述了电力系统SOC模型的着眼点,并不是某一次大停电事故,而是由很多停电事故构成的事故群体;电力系统SOC模型的重点,是试图说明事故群体的普遍性规律,并不是要阐明某一个具体大停电事故的规律。尽管SOC是一个简单的模型,但它不仅在提醒人们从物理学角度思考停电事故预测的可能性方面,还是在揭示简单的物理模型对于理解复杂停电事故现象的价值方面,都有着重要的作用。     

西欧“11.4”大停电事故的初步分析及防止我国大面积停电事故的措施

介绍了西欧“11.4”大停电事故的发生、发展及恢复过程，并根据公布的事故调查报告分析了“9.23”瑞典–丹麦大停电、“9.28”意大利大停电和“11.4”西欧大停电的调查结论，指出了欧洲电网目前存在的问题，并提出了保证我国电网安全稳定运行应做的工作，给出了防止我国大面积停电事故的措施。     

电网大停电回顾及其警示与对策探讨

现代大电网已成为国民经济的支柱产业之一,电网大停电事故会造成巨大的损失.介绍了国内外已发生的电网大停电事故的概况以及目前对大停电的认识,并通过数个典型案例探讨了大停电的机理,从技术和安全管理两个角度进行了反思,结合南方电网的实际情况给出了防范大停电的相关措施建议.     

基于相对值法的区域电网停电事故自组织特性分析

考虑到电网的规模处于不断增长的过程中,给出了用电网总装机容量对损失负荷取相对值,来分析电网停电事故自组织临界特性的方法。通过对东北、西北电网1981—2002年和1981—2010年2个时间段内停电事故数据相对值的分析,不同历史时段的大规模停电事故服从幂律分布,进一步证明了中国区域电网具有自组织临界性的典型特征。该方法用于事故损失数据处理后,排除了电网随时间生长对自组织临界特性的影响因素,便于以事故损失数据对电网危险程度进行分级,同时还可以对不同规模的电网事故数据进行横向比较,得出的宏观结果可以供电网的调度运行及规划部门参考。     

电网复杂性及大停电事故的可靠性研究

从电网连锁故障的近似整体模型的统计分析、动态特点和风险评估入手,探讨了近期关于电网复杂性和连锁故障机理的一些研究进展。众多学者对北美电力可靠性协会(NERC)提供的北美地区15年的事故数据进行分析,发现其事故概率和事故规模近似服从幂指数律,并具有集群特性。学者们提出了多种连锁故障模型来阐释连锁故障的机理。进一步研究发现,电网是一个具有自组织临界特性的网络,其网络演变特性必然导致系统趋向临界状态,而系统临界负荷状态下连锁大停电事故的风险大大增加。要削减和预防电网连锁故障的发生,就需要寻找降低系统风险的作用力, 并建立一个综合评估框架来进行分析和研究。     

确保上海电网安全运行的若干思考

确保重点城市电网安全,防止出现大面积停电已经成为电力部门乃至全社会关注的焦点。针对近年来国内外发生的一系列大停电事故,文章首先分析了具有典型意义的莫斯科大停电;其次介绍了上海电网及其安全现状;再次,在深入分析上海电网安全薄弱环节的基础上,以全新的视野阐述了上海电网安全工作的重点;最后,提出了下一步做好电网安全工作应采取的一些有现实意义的措施和建议。     

The August 14, 2003 blackout andits importance to China

本文作者P .JeffreyPaleimo先生系美国KEMA公司的资深电力专家 ,2 0 0 4年 1月在上海就美加8·14大停电事故及中国电网的安全运行同我国同行进行了交流、探讨。首篇刊出特邀P JeffreyPaleimo就8·14美加大停电原因、涉及的电力体制以及中国和亚洲的电力市场应引以为鉴作了专题论述。结合美国国内的各新闻报道和评论 ,以美加大停电特别工作小组的中期报告作为依据 ,归纳了大停电发生的原因 ,特别指出美国现行电力体制中出现的对长距离输电时的地区由于协调控制薄弱 ,增加了发生大停电的可能性。指出 ,在中国东部地区 ,国民经济每年以 10 %以上的速度发展 ,对电力系统发展具有很高的要求是必然的 ,因而对现有电力系统要不断重新评估分析 ,设计中要考虑隔离点 (breakpoints) ,保证必要时以孤岛模式运行。     

基于最优潮流的停电模型及自组织临界性分析

在分析现有停电模型不足的基础上,利用自组织临界理论和最优潮流(OPF),建立了电网连锁故障和停电模拟模型.该模型包含反映电网连锁故障的快动态以及电力系统发展的慢动态2个过程.IEEE 30节点系统的仿真表明:该模型的快动态能够模拟连锁故障过程,并从微观上揭示了快动态系统的自组织临界性;此外,以系统总负荷需求和网络总传输容量比值作为特征量,可从宏观上初步揭示互联电网的自组织临界性;进一步,提升线路输送能力可以有效地防止大规模停电灾变事故的发生,降低停电风险.