计及抗毁性的输电线路关键性综合评价

有效识别关键输电线路对预防大面积停电事故具有重要的意义。综合元件个体的抗毁性和对系统整体运行安全的重要性,提出了一种输电线路关键性的评估方法。从输电线路在系统正常状态下对负荷波动的承载力和在系统事故状态下对N-1开断的抗扰力2个方面综合衡量输电线路元件个体的抗毁能力;从输电线路对连锁故障产生和扩散所起的作用,来综合量化输电线路对系统整体运行安全的重要性;从输电线路的抗毁性和重要性来综合评价输电线路的关键性。IEEE 39节点系统算例和某实际电网算例验证了所提指标与方法的合理性和有效性。     

一种识别电力系统关键输电线路的方法

电网关键输电线路的辨别有利于预防电网灾难事故,提高电力系统的安全稳定性。通过评估支路开断后系统潮流所受冲击的强弱,给出一种识别电力系统关键输电线路的方法。首先,基于等相角线理论,定义相角分割区,依据相角分割区和电气距离对系统输电线路进行分区,基于广义熵指数理论,定义潮流增长率广义熵指数指标,评估支路开断后潮流冲击分布的均衡度;然后,从网络拓扑结构的角度,定义边的Katz-Bonacich中心性指标评估输电线路位置的重要性,并定义评估系统对潮流冲击抵抗能力的余度指标;最后,基于云模型原理,对各评估指标进行云模型转换,以云图的形式展现评估结果。通过对IEEE 30节点系统和新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了所提方法的正确性。     

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。     

输电网复杂结构安全性评估指标分析

近年来,利用复杂网络理论对电网结构安全性进行评估成为国内外研究的热点。针对目前输电网复杂网络模型过于简单的问题,紧密结合输电网自身电气特征建立了复杂输电网改进模型。从衡量电网整体输电性能角度,提出了电网输电效率和电网输电能力两个指标,结合输电路径充裕度指标对表征电网结构的上述全局性指标进行了分析和比较。从衡量电网节点连通性角度,提出了节点拓扑熵指标以评估电网中母线节点重要度的均衡程度。利用熵权法结合上述指标从多个角度综合评价电网结构的整体安全性。通过典型输电网结构和IEEE典型电网模型的仿真分析验证了所提     

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。     

基于奇异值熵和潮流分布熵的电网关键节点辨识

从熵理论角度出发,综合考虑奇异值熵和潮流分布熵,提出关键节点综合评估指标。奇异值熵表征节点负荷变化对系统中节点电压幅值的影响,潮流分布熵体现节点负荷变化对系统中线路潮流分布的影响。关键节点综合评估指标从电气学的角度解释节点负荷变化对系统带来的威胁。基于系统平均负载率和能量熵定义系统安全指标,通过对节点的连续攻击分析评估模型的有效性和正确性。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于标准化结构熵的电网结构对连锁故障的影响

为研究大规模互联电网连锁故障的传播机理,选取输电线路的电抗值作为线路权重,建立电网加权拓扑模型,并定义综合考虑节点和边差异性的加权网络拓扑结构熵的概念。连锁故障过程中结构熵的变化能有效地反映故障传播的速度。利用遗传算法迭代计算相同结构下结构熵指标的最大值与最小值,将连锁故障过程中结构熵值归一化从而消除电网规模对结构熵指标的影响,得到标准化结构熵值。通过分析故障前后电网标准化结构熵值的变化辨识电网结构中"异构"线路。对IEEE 118节点系统和华北电网仿真实验说明通过主动移除"异构"线路能改善电网结构异构性,增强网络抵抗连锁故障的能力。     

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。     

基于熵权-层次分析法综合指标的电网关键线路辨识

为准确辨识电网关键线路,首先从电网状态角度考虑,计及电网节点类型与线路负载率,基于泰尔熵理论提出电压变化量泰尔熵和潮流变化量泰尔熵;然后为使评估结果更符合复杂网络与实际电网结构模型,提出最大流传输贡献介数和平均接近中心性指标;最后结合熵权法和层次分析法对指标进行权重分配,得到既兼顾电网状态变化和电网拓扑结构,又结合客观数据并考虑主观经验的关键线路评估综合指标。通过IEEE 39节点标准系统进行测试,验证该综合指标的可行性和实用性。     

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。     

基于扰动功率小波奇异熵的电压暂降源定位

针对现行的电压暂降源定位方法在含有变压器以及复杂电网结构场景下准确度较低的问题,提出一种基于扰动功率小波奇异熵的电压暂降源定位法。首先,基于电能质量监测仪采集到电压电流波形数据计算得到瞬时有功和无功功率,获得加权瞬时扰动有功功率和无功功率;然后,通过小波变换,奇异值分解,结合信息熵原理得到扰动功率的小波奇异熵值,由小波奇异熵值的大小来确定电压暂降扰动源的相对位置;最后,仿真和实例分析证明了所提方法的有效性和准确性。     

小波熵和BP神经网络在孤岛检测与扰动辨识中的应用

传统的孤岛检测在受到电网扰动时可能导致误判,从而将光伏系统切除,所以孤岛检测技术必须具备区分扰动与孤岛的能力。将小波变换的多分辨率分析与信息熵技术结合,提出基于小波熵和BP神经网络的孤岛检测技术,该检测技术在符合国际标准中对孤岛检测的标准要求的同时．能够有效区分电网扰动与孤岛现象的内在不同。仿真实验表明该方法具有较高的准确性。     

基于节点流量重要度的电网关键节点辨识

当电力系统发生大规模连锁故障的时候,电网中的某些关键节点可能会对故障的扩大起着推动的作用。为了提高关键节点辨识的准确性以及更好地预防大规模连锁故障的发生,本文提出了基于节点流量重要度的电网关键节点辨识方法。该方法通过定义节点传输贡献度指标和节点传输效率,然后基于电网节点潮流传输贡献重要度矩阵,计算各节点的节点流量重要度并进行比较。最后,通过对IEEE 39节点系统和南方某区域电网进行仿真,所得仿真结果表明本文所提方法计算的指标可以定量表征某个节点在潮流传输及其在电网拓扑结构中的重要度,可以有效、准确地辨识出电网中的关键节点,判断它们在交直流电网自组织临界演化过程中的作用,对预防系统向连锁故障临界状态演化有着重要的意义。     

考虑一致性风险价值的电网薄弱环节综合评估指标

电网的薄弱环节直接影响电力系统的安全稳定运行。为了找出电力系统的薄弱环节,首先给出了一致性风险价值指标,利用IEEE39节点系统验证了该指标的有效性,并将指标与当前常用的自组织临界性指标和效用风险熵指标进行比较。在此基础上,通过指标标准化建立了模糊评判矩阵,利用客观熵权法和改进的层次分析法确立了综合评估指标。最后利用综合评估指标对湖南电网的薄弱环节进行了评估分析。电网实例分析结果表明该综合评估指标能够清晰地对电网的薄弱环节进行定位,评估结果可以作为电网规划和制定事故预防措施的参考。     

基于地震灾害场景的主动配电网多维韧性评估方法

为了分析主动配电网承受破坏性扰动事件以及快速恢复重要负荷的韧性支撑能力,融合相量测量单元（PMU）高精度动态感知能力提出了一种新的以地震灾害场景为背景的主动配电网多维韧性评估方法。阐述了配电网韧性的基本概念及特征,并将地震作为极端事件代表,构建了反映配电线路故障率与地震动峰值加速度加权均值的模型,继而采用非序贯蒙特卡罗抽样和K-means++聚类算法筛选出代表性的地震场景;基于系统配置的PMU的强感知力建立反映韧性电网应变力、防御力、恢复力和协同力的评估指标,形成韧性多维特征空间,进而利用事件集点簇中心与最优韧性点的加权欧氏距离评估系统多维综合韧性;分析增强电力线路强度、提高联合系统中分布式电源可供容量这2种措施对系统韧性提升的影响,挖掘韧性电网对抗震防灾的学习力。最后,通过改进的PG&E69系统验证所提方法的有效性和准确性。     

台风条件下区域电力系统的重要线路多维度辨识

准确识别电网中的重要线路并对其进行优先加固,可以提高台风条件下电力系统的安全可靠运行水平。为了有效辨识重要线路,综合考虑了线路在拓扑结构和运行状态中的地位、线路故障后的经济损失、线路参数及外部环境对重要线路辨识结果的影响,提出了加权线路介数、改进潮流熵、局部变化量、经济损失度、线路故障率这5个线路重要度的多维度评价指标。这些多维度评价指标能够综合考虑复杂电力系统的关键特征参数,克服了单一维度评价的局限性。然后,采用以集成权重与主客观权重间的离差平方和最小为目标的最优组合权重模型来确定指标权重,兼顾决策者的主观性和数据内在联系的客观性。在此基础上采用基于雷达图法的线路评价方法,能够科学形象地对线路进行综合评价。仿真结果表明,所提方法能够综合考虑影响重要线路辨识的各项因素,较好地反映台风条件下线路在电网中的重要程度。     

恶劣天气下的复杂电网连锁故障在线预警

尽管网架结构日益坚强,但部分区域电网主通道线路走廊气候条件复杂,恶劣天气导致元件发生"故障聚集"现象使电网发生连锁故障的概率大大提高。为此通过分析恶劣天气下电网连锁故障的产生机理,结合小世界理论提出了恶劣天气下复杂电网连锁故障在线预警模型。利用电网具有自组织临界性的特点提出电网临界线路的判断约束标准,通过考察系统局部元件集合性质变化的方式来预判系统整体是否存在进入自临界状态的趋势。分析认为长程连接线路是传播连锁故障的主要路径,并提出以线路介数来定义长程连接线路。预警模型对临界线路集中的长程连接线路进行预警,可为调度员预防连锁故障的发生提供依据。对中国某区域电网的仿真分析验证了理论方法的正确性和预警模型的有效性。     

基于子空间法的电网暂态频率扰动惯量估计

针对暂态频率扰动下传统惯量估计方法受扰动发生时刻和惯性响应持续时间判断敏感而导致估计误差偏大的问题,文章提出基于子空间法的电网惯量估计思想。通过分析暂态频率扰动发生前、惯性响应及一次调频响应各阶段的电网频率响应模型的冲激响应特征,获得各阶段的电网惯量统一性表达,并将各阶段电网频率响应模型作为相同待估计系统,应用子空间法进行系统模型参数辨识,最终估计出电网惯量。通过算例分析验证了文章方法对电网惯量估计的有效性及精确性。     

山火灾害下输电系统的弹性评估方法及其提升措施

弹性能反映电力系统应对极端灾害的抵御能力和恢复能力。输电系统作为电力系统中的重要组成部分,在小概率-高损失的山火灾害事件中,往往会发生大面积停电事故。该文提出一种考虑山火灾害全过程的输电系统弹性评估框架。首先定量分析极端山火灾害对输电线路故障率的影响,建立火点位置与线路故障率之间的数学关系,并利用系统信息熵获取典型故障场景以描述山火灾害可能导致的故障规模;其次,结合故障元件的地理位置、检修人员调度资源和修复时间等因素,构建以最小化山火灾害下负荷削减量为目标的输电系统恢复模型,提出考虑灾害全过程的输电系统弹性评估方法;最后,以IEEE RTS-79节点输电系统为例,验证了所提模型和弹性评估方法的有效性。算例结果表明,该评估方法可有效、全面地衡量各因素对输电系统弹性提升性能的影响。此外,定量分析了3种典型弹性提升技术措施的效果,为电力部门应对极端山火灾害制定防御及恢复策略提供了可量化的参考依据。