负载率对电力系统自组织临界状态的影响分析

建立一种能够模拟在各元件潮流极限相对固定不变的时间段内电力系统事故演化的自组织模型,以IEEE 39节点系统为例对系统在不同负载率下的故障情况进行仿真,分析了负载率分布对自组织临界性的影响。仿真结果提醒调度人员,应在其日常的电网调度中既关注整个电网的系统负载率,又关注各元件的负载率在双对数坐标图中分布曲线的斜率值。在系统负载率相同的情况下,分布曲线斜率的绝对值越大,电力系统发生大规模连锁故障的概率就越高。     

考虑电网拓扑演化的连锁故障模型

针对OPA模型及其现有改进模型中未考虑电网拓扑演化的问题,提出了一种考虑电网拓扑 演化的连锁故障模型。该模型结合OPA模型和电网拓扑的时空演化模型,OPA模型用以模拟负 荷增长、线路改造等电网的演化过程和由于线路开断引起的连锁故障,时空演化模型用以模拟电网 的拓扑演化。基于改进后的OPA模型分析了不同的演化参数对电网连锁故障的影响,仿真结果 表明,中国北方电网与美国西部电网相比,小规模故障概率较大而大规模停电概率较小。本模型为 研究不同的电网规划方案和参数在较长时间尺度上对电网演化的影响提供了一种途径。     

基于自组织临界理论的南方电网停电事故宏观规律研究

采用自组织临界理论研究了中国南方电网发生事故的宏观规律,初步证明中国南方电网具有自组织临界性(SOC)的一些重要性质。一方面,利用变尺度(R/S)分析方法对比分析了北美和中国南方电网的事故符合幂次定律及其发展趋势,同时表明Hurst指数代表的事故发展趋势符合2个电网的实际情况;另一方面,以海南电网为研究对象,建立了模拟电力系统连锁故障的最优潮流方法(OPA)模型,并进行了数值模拟研究,揭示了其SOC特征。     

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...     

计及特高压输电线路影响的自组织临界电网风险评估方法

基于自组织临界性理论,在快过程分析中考虑电压控制,通过潮流优化计算和序贯蒙特卡洛模拟,对含特高压输电线路电网的连锁故障情况进行了较为全面的仿真分析。应用相关风险指标对停电风险进行了量化评估。根据系统自组织临界平衡过程,推导出在支路潮流与容量增长平衡建立时日均故障线路数与电网负荷增加率、支路恢复系数以及支路总数的关系,然后通过算例分析说明对电网应用自组织临界性理论进行风险评估的结果与负荷发展水平密切相关。最后应用改进后的自组织临界方法对含特高压输电线路的某区域电网进行停电风险评估,验证了研究工作的有效性。     

濮阳配电网故障的自组织临界性及其诱因

提取了濮阳配电网故障信息,故障分析结果表明其在时域上具有明显的长程自相关性和幂律分布特性,因此濮阳配电网故障具有自组织临界性。天气因素对电网故障影响较大,分析濮阳配电网故障原因后发现,大气系统中降水现象的自组织临界性是该地区配电网故障自组织临界性的决定因素。     

电网组织结构对其自组织临界性的影响

提出电力系统在运行工况下的自组织临界状态与电网结构的均匀程度有关,并用网络拓扑熵来表征电网结构的均匀程度,建立了自组织临界性仿真模型.通过对IEEE39节点系统结构改变前后的仿真验证发现:在相同的负荷水平和线路潮流分布下,电网结构越均匀的系统发生大规模连锁故障的概率比不均匀系统明显减低,通过平衡电网的均匀程度能够有效降低系统进入自组织临界状态的风险.     

电网组织结构对其自组织临界性的影响

提出电力系统在运行工况下的自组织临界状态与电网结构的均匀程度有关,并用网络拓扑熵来表征电网结构的均匀程度,建立了自组织临界性仿真模型。通过对IEEE39节点系统结构改变前后的仿真验证发现：在相同的负荷水平和线路潮流分布下,电网结构越均匀的系统发生大规模连锁故障的概率比不均匀系统明显减低,通过平衡电网的均匀程度能够有效降低系统进入自组织临界状态的风险。     

计及恶劣天气因素的复杂电网连锁故障事故链模型

恶劣天气条件下电网各元件发生故障的机率明显增加,加大了电网恶性事故发生的概率。通过电网自组织临界态的演化与事故链各环节发展的对比,指出事故链可以作为表征电网自组织临界态进程的有效工具。在传统电网事故链模型基础之上,基于自组织临界理论,建立计及恶劣天气因素的复杂电网连锁故障事故链模型及其仿真算法,以事故链的形式仿真电网自临界状态演化进程中潜在的连锁故障传播途径,为运行方式制订人员甄别恶劣天气下电网危险环节提供重要依据。对河南电网的实例分析,证明了所提出模型的有效性和可行性。     

考虑网络演化的直流潮流停电模型与自组织临界性分析

直流潮流停电（OPA）模型及其改进模型能模拟连锁故障停电过程,并能从宏观上揭示大停电的自组织临界性,但没有考虑电网结构变化对大停电的影响。文中在OPA模型基础上,考虑了慢动态过程中电网结构的演化特征,建立了考虑网络演化的OPA模型。对2个典型复杂网络演化方式的仿真表明:按小世界方式和无标度方式演化的电网都会自组织到临界状态;小世界电网特有的高聚类系数和低特征路径长度易扩大连锁故障的广度和深度,其平均损失负荷大于无标度电网;无标度电网通过小规模的线路连锁开断,释放系统压力,减少大停电概率。研究结果对未来的电网建设及大停电的整体预防有一定指导意义。     

基于连锁故障搜索模型的降低电网发生连锁故障风险的方法

目前由简单扰动引起的电力系统连锁故障是威胁大规模电网安全稳定运行的一个重要因素。为找出降低电网发生连锁故障的风险的有效方法,使用连锁故障搜索模型在IEEE RTS 96系统上分析了关键线路的故障率、隐藏故障概率、关键线路传输功率上限以及采取新的控制措施对连锁故障风险指标的影响,结果表明降低关键线路的故障率、在某些节点间增加1回线路和采取新的控制措施是比较有效的降低连锁故障的风险的方法,而降低隐藏故障发生的概率对系统的风险指标影响不大。     

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。     

关于电力系统相继故障研究的评述

归纳相继故障研究的要点与现状,包括演化机理、模式表示、场景筛选判据。建议仅在需要强调前后故障间的因果关系时使用术语"连锁故障",否则使用内涵更广的"相继故障"来计及独立的相继故障和有共同致障源的相继故障。针对关键相继事故链的识别方法,归纳为基于概率、后果或风险的几类关注度指标,并比较了其分析方法及效果。指出对研究与应用的新挑战,特别是对小概率高风险事件的正确处理,展望研究重点与可能突破的方向。     

中国电网停电事故统计与自组织临界性特征

通过中国东北、西北、华中、南方及全国电网在1981年～2002年间重大停电事故的时间序列,基于分形的思想,构建了停电事故的损失负荷数与频度的关系模型。经计算表明,停电事故的自组织临界特性是客观存在的,而分形的幂律值则是一个依赖于标度的不同而相对变化的数值。通过在同一标度一频度下比较还发现,东北与西北电网的幂律值相近,华中与南方电网的幂律值相近,这说明了两局网向临界状态演化的过程有相似之处。     

基于OTS的停电模型及其自组织临界性分析

根据自组织临界理论和考虑基于暂态稳定约束的最优潮流(OTS),建立了电力系统连锁故障和停电模拟模型.该模型涵盖暂态、潮流以及网络规划3个时间尺度的电力系统动态过程,既可模拟电力系统连锁停电过程,又可从宏观上研究和揭示电网演化的自组织临界特征.进一步基于稳定域边界的暂态稳定裕度指标评估系统的稳定性,并利用该指标的灵敏度信息将微分-代数方程描述的暂态稳定约束转化为代数约束,从而可以针对随机产生的预想故障设计相应的预防和紧急切机控制措施.新英格兰系统的仿真结果验证了所建立的模型的有效性.     

基于局部贪婪优化的电网自组织临界子区域辨识方法

针对传统电力系统自组织临界现象研究角度及其物理模型—沙堆模型无法有效解释当前电网级联事故体现出的新特征,提出了社区自组织临界性概念及其物理模型—重叠沙堆模型。文章应用能量函数并结合直接法的建模方式,量化电网线路之间的能量关联关系,并由此构造出加权无向复杂网络模型;在此模型的基础上,运用局部贪婪优化算法实现电网自组织临界子区域辨识;通过级联故障模拟仿真量化分析自组织临界子区域作用。研究表明,电网级联事故本质上是某一子区域达到SOC状态;在以线路为基本结构单元,能量函数量化权重的复杂网络模型的执行环境内,局部贪婪优化算法可有效挖掘电网中的自组织临界子区域。所述方法为电网级联事故安全性分析提供新的思路。