基于节点脆弱性的电力系统抗毁性分析

大停电事故一般由个别元件故障开始并最终导致全系统崩溃,而其中极少数带有重负荷的节点往往起到助推作用,因此寻找这些关键节点,分析该部分节点失效情况下的电力系统的抗毁性,具有重要的研究价值。基于静态能量函数,建立相关的脆弱性评估指标模型,对电力系统的节点脆弱性进行评估,从而确定电力系统的脆弱环节。在此基础上,对电力网络拓扑模型进行蓄意攻击和随机攻击,分析比较电力系统在这两种攻击下的网络抗毁度指标,结合系统能量和网络图论分析研究电力系统的抗毁性。通过对某地区电网的实际仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

基于支路势能信息的电网脆弱性评估

随着电网互联进程的推进,电网支路运行经常逼近输电能力极限,导致电网脆弱性问题越来越突出。文中从能量函数的观点出发,构建了支路势能函数模型,在此基础上提出了支路脆弱性评估指标,以此计算各支路当前输送值偏离初始值的距离,确定系统的脆弱区。在IEEE30母线系统中通过多种系统事件下的仿真结果及与最优潮流计算结果的对比,证明了该方法在评估电力系统脆弱性时的有效性和可行性,可望用于系统的在线安全监测。     

基于支路能量函数的脆弱支路评估

电网的脆弱性问题,作为电网安全问题的深入和扩展,具有重大的研究价值。从能量函数的观点出发,建立了完整的支路静态能量函数模型,综合考虑了系统的多个物理量对能量信息的映射,能够更加全面且准确地反映不同运行状态下的支路脆弱性。基于能量信息构建了脆弱灵敏度指标及脆弱度指标分别评估系统的支路脆弱性和脆弱程度,并分析了系统负荷和线路结构发生变化时对脆弱灵敏度的影响,确定了电网的关键脆弱支路。通过对IEEE-30母线系统的仿真,验证了所提指标的可行性和有效性,可望用于在线评估。     

基于改进DEAHP模型的支路综合脆弱性评估方法

电力系统脆弱支路辨识,对系统安全运行、防止灾难性事故发生具有重要意义。针对现有脆弱支路评估方法存在的评估角度单一,综合指标权重选取过于主观的问题,文中综合脆弱性的原因分析与后果评估2个角度,建立反映支路抗干扰能力和影响力的指标集;基于改进的带层次分析法约束锥的数据包络分析模型进行多指标综合,得到了既考虑主观偏好又考虑客观数据的支路综合脆弱性评估指标,构建了多层次多角度的支路脆弱性评估指标体系,并基于此提出了一种新的支路综合脆弱性评估方法。仿真结果证明了该方法的全面性与有效性。     

考虑风电场影响的电力系统支路脆弱性评估

风力发电的随机性及异步发电机组运行需要无功支持等显著的风电并网特点,都会对电力系统的脆弱性产生影响。首先搭建风电场模型,其次由支路功率与节点电压建立支路静态能量函数模型,结合电气介数加权,提出一组新的支路脆弱性评估指标,该组指标能够综合反映支路运行状态和结构重要性,克服了传统方法不能两者兼顾的不足。通过对样本系统接入风电场前后、以及不同风速和不同接入点条件下的电网进行算例仿真分析,全面评估了风电并网运行对系统脆弱性的影响。     

基于运行状态和网络结构的节点综合脆弱性评估

电力系统脆弱性,作为安全性和稳定性的拓展和延伸,研究意义重大。基于节点的实时运行状态,运用能量函数模型建立状态脆弱性评估指标。考虑节点的网络参数,采用电气介数模型建立结构脆弱性评估指标。兼顾状态和结构特性,提出综合脆弱性评估指标,准确定位系统中的薄弱节点。通过对IEEE-30母线系统的仿真分析,验证了所提指标的可行性和实用性。     

考虑不确定性故障的节点综合脆弱性评估

电力系统脆弱性评估,可筛选出系统潜在薄弱环节,是防范和减少电力系统停电事故的基础性工作。综合考虑能量裕度和灵敏度建立节点的状态脆弱性指标;提出脆弱性风险因子表征节点承受故障扰动的能力;考虑节点的网络拓扑参数,基于电气介数建立节点的结构脆弱性指标。综合考虑节点的运行状态、不确定性故障因素和结构属性,建立节点的综合脆弱性评估模型,该模型克服了传统脆弱性评估方法没有考虑不确定性故障因素的不足。对IEEE-30标准母线系统的仿真分析,验证了所提评估方法的合理性。     

支路约束优化下的电网结构脆弱性研究

根据发电机出力变化与系统能量裕度变化的关系及其与支路潮流变化之间的关系,在求取发电机出力变化对支路电流变化的影响因子基础上,采用非线性优化的思路,通过预测-校正内点法对系统所有发电机出力变化量进行组合优化,计算了对应不同系统状态的支路电流变化量约束上下限,并根据约束上下限构建了支路脆弱性评估指标.最后在IEEE-30母...     

电力系统应急通信网络及其抗毁性分析

针对当前电力系统应急通信的实际需求,提出了具有3层结构和2个数据共享中心的电力应急通信网络框架。依托电力系统现有通信网络资源,充分利用微波存取全球互通(WIMAX)技术和卫星通信车载技术,设计了网省公司与地、市级电力公司(变电站)之间的应急通信网络。介绍了网络连通度和虚拟节点的概念,阐述了基于连通度的网络抗毁性评价模型。利用该评价模型对比分析了设计的电力应急通信网络和现有电力通信网络的抗毁性能,证明了电力应急通信网络的优越性。     

基于能量函数法的电网脆弱性评估

传统确定性电力系统安全评估方法难以考虑电力系统的随机性,难以实时、定量和直观地提供电网安全健康状态的诊断信息。文章引入了电网脆弱性的概念,拓展了传统的电力系统安全性概念,并考虑预想事故发生的概率,采用暂态能量函数法从暂态安全角度定量评估了电力系统的脆弱性,给出了电力系统的脆弱性指标和阈值。算例分析结果表明该方法在保证安全分析结果正确性的同时节省了机时,验证了该方法的合理性与有效性。     

基于暂态能量函数混合法的电力系统脆弱性分析

电力系统在遭受大干扰后失稳的后果非常严重,甚至是灾难性的,从暂态稳定方面分析系统的脆弱性具有重大的研究价值。采用暂态能量函数,结合暂态稳定分析中数值仿真法和直接法两种基本方法,同时考虑预想事故概率,从暂态稳定安全角度快速、定量评估电力系统的脆弱性。基于事故概率与暂态能量裕度构建相关脆弱度指标,并根据临界机群状态以修正暂态动能,改进不同事故下系统脆弱性的评估精度,同时确定系统的薄弱环节。通过对IEEE 5机14节点系统的仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

电力系统脆弱性理论研究

在对比传统电力系统安全性分析与脆弱性分析的基础上,给出了绝对脆弱性、相对脆弱性及灵敏度脆弱性3种典型脆弱性的分析模型.对脆弱性研究的主要方面,如基于能量函数的电压脆弱性和基于复杂网络理论的结构脆弱性进行了分析.指出由于电网是一个强实时非线性的复杂网络系统,单一从节点的运行状态(电压)脆弱强度进行分析,忽略网络整体连接效应,存在一定误差与失真.而单一从网络结构,不考虑运行状态及网络约束,也与电网实际运行相违背.提出构建考虑系统固有脆弱特性、系统运行参数、风险评估及其他可能脆弱因素的综合脆弱性指标.     

基于社团重叠的电力通信相依网络建模及其抗毁性分析

为了更好地揭示电力通信网络系统特性,基于社团重叠理论与相依网络模型提出一种更符合实际的电力通信网络系统建模方法。分析了实际通信网的网架结构特点,利用点边图转换以及马尔科夫聚类算法对电力网进行社团划分,进而确定社团重叠节点。依据社团重叠节点和相依网络模型建立通信网模型,进而构建了电力通信相依网络系统层级拓扑结构与耦合关系。对IEEE标准算例搭建对应的电力通信网络,基于信息攻击建立电力通信网失效模型,并依据节点损失比例、负荷损失比例、网络相对效率指标进行抗毁性分析。结果表明随着攻击者攻击方式的改进,攻击对系统造成的破坏越大;网络规模的扩大,能够显著提高网络对随机攻击的耐受力;相对于传统建模方法,所建模型更能体现实际电力通信网的抗毁能力。     

计及元件综合重要度和网络抗毁性的骨干网架搜索

合理地构建骨干网架有助于提高电网抵御停电事故的能力,提出了包含元件重要度和网络抗毁性指标的骨干网架搜索方法。在传统电气介数的基础上,引入经济因子,构建了评价支路重要度的指标。根据节点邻居信息以及集聚系数构建了评价节点重要度的指标。基于支路和节点重要度指标,并引入网络整体抗毁性指标,构建了考虑元件重要度和网络抗毁性的骨干网架数学模型,引入充分利用个体信息的引导烟花算法(guided fireworks algorithm,GFWA)搜索骨干网架。算例结果表明所提方法可行;引入网络抗毁性指标后,所得骨干网络在纳入重要度程度高的元件的同时,提高了网络的抗毁性。     

基于结构熵的电力骨干通信网抗毁性研究

电力骨干通信网抗毁性分析对于评价电力通信网络的生存性能,制定网络的保护策略具有重要的意义。结合复杂网络异构性,基于电力骨干通信网拓扑结构,构建了网络节点差异性矩阵。依据电力通信的业务特点,将链路传输流量作为链路的权重,构建了网络链路差异性矩阵。融合节点及链路差异性定义了节点重要度及电力骨干通信网的结构熵。以一个实例网络对网络的节点重要度及蓄意攻击下以结构熵为指标的网络抗毁性进行了仿真分析,结果表明了所提方法的合理性和有效性。     

基于支路暂态能量函数的特高压区域电网间容量交换能力研究

随着特高压电网的逐步建成,大区电网间必将存在大容量的有功功率传输,提出基于支路暂态能量函数的分析方法对电网间极限交换容量进行计算分析。在多机系统COI坐标系统方程的基础上构建电力系统支路暂态能量函数模型,并验证了系统扰动后的总暂态能量守恒的原则,通过电网中各支路能否消纳发电机转子动能来判定系统的稳定性。在CEPRI 8机36节点系统中对扰动后网络中各区域支路的暂态能量函数分布特性进行了验证分析,并在此基础上求出电网区域间最大传输功率。应用该方法对电网间的极限交换容量进行校核计算。仿真结果验证了该方法的有效性。     

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。