含风电接入的电力系统脆弱性分析与量化评估

风能、潮汐能、光能等可再生能源接入电力系统,在一定程度上使得电力系统脆弱性凸显的趋势增加。在风电系统的特性与模型的研究基础上,分别从结构脆弱性和状态脆弱性2个角度对电力系统脆弱性进行理论分析和研究,给出较为科学的风电电力系统脆弱性定义,建立系统脆弱性综合评估指标集。对一级脆弱性指标和二级脆弱性指标进行量化、权重分配、指标融合,建立含风电接入的电力系统脆弱性量化模型。通过IEEE39系统标准数据集进行电力系统的脆弱性计算与仿真,验证了理论研究的正确性,并识别了系统的薄弱环节。     

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。     

基于N-k故障的地区电网脆弱性评估

电力系统N-k故障与电网中的脆弱环节有着紧密的联系,脆弱性评估已成为预防连锁故障的热门课题。为了辨识这些脆弱故障路径,在功能组分解的基础上,提出N-k故障路径搜索方法及其概率模型。引入效用理论来定义故障严重度函数,并基于熵值法和层次分析法对各项风险指标加权得到系统N-k故障综合风险指标。根据路径风险脆弱性和结构脆弱性函数,进一步提出适用于电网N-k故障的脆弱性指标,用以定量分析故障路径以及电网整体的脆弱程度。将该算法应用在河南某一地区电网,指出其中的脆弱线路和节点。仿真分析表明:与单一考虑风险的脆弱度评估方法相比,考虑了结构重要度的风险脆弱性评估的准确度更高,评估结果对电网监控亦更有意义。     

基于暂态能量裕度的电力系统脆弱性评估

电力系统暂态失稳是引发系统灾难性事故的一个重要方面,从暂态稳定角度分析系统的脆弱程度是不可或缺的。电力系统的脆弱水平往往受到天气条件、负荷水平、随机故障的影响,必须合理考虑这些不确定性因素。本文建立了计及气候因素的故障概率模型,提出了从暂态能量裕度角度对电力系统脆弱性进行评估的思想。为避免严重程度高但发生概率小的事故被忽略掉,提出使用概率和能量裕度两个指标来评估系统的脆弱性。借助暂态能量函数定义了事故的能量裕度指标的计算公式,它能反映负荷水平的影响。利用各事故的脆弱性裕度指标还可以识别系统的薄弱环节。借助概率理论和范数理论,利用各事故脆弱性的概率指标和能量裕度指标分别推导出计算整个系统综合脆弱性的概率指标和能量裕度指标的模型,并在此基础上提出了电力系统脆弱性的评估算法。通过算例分析,本文建立的故障概率模型、提出的系统综合脆弱性指标体系以及评估算法是合理有效的。     

基于风险理论和模糊推理的电压脆弱性评估

该文分析了在电力市场环境下传统的电力系统电压安全评估方法存在的缺陷，论述了实行电压脆弱性评估的必要性，应用了电压脆弱性概念：该概念综合反映了电压的安全水平以及系统运行条件变化对其的影响：并用电压风险指标和风险指标变化率分别表示电压的安全水平以及系统运行条件变化对其的影响；采用模糊推理方法，结合运行人员的经验，由电压风险指标和风险指标变化率推理出电压的脆弱度，为运行人员决策提供了有力支持。基于该方法编写了电压脆弱性评估软件，新英格兰39节点算例证明了该方法的有效性以及软件的实用性。     

基于风险理论的输电系统连锁故障脆弱性分析

对风险理论和复杂网络理论进行了分析,构建得到一种可以对输电系统连锁故障进行脆弱性评价的方法.系统上半区域的发电机出力与系统发电机总出力相比达到了近80％.风险理论脆弱性评估方法克服了传统方式需要从局部状态下对电网脆弱性进行评价的缺陷,使线路辨识精度与效率都获得了明显提升.整体脆弱性结果分析表明当系统负荷比值增大后,指标...     

基于模型组合与风险理论的HVDC系统脆弱性评估

随着高压直流输电(HVDC)系统的广泛应用,对其安全性的分析成为当前研究的热点之一。针对传统的HVDC系统安全性评估方法不能满足系统规模扩大和电力市场需求的问题,提出了基于模型组合与风险理论的HVDC系统脆弱性评估方法。该方法通过模型组合,得到系统的等效模型,有效地降低了系统的复杂程度。在此基础上,应用风险理论进行评估,得到反映系统安全水平的风险指标,以及反映系统安全水平变化趋势的风险指标灵敏度,结合两者得到反映HVDC系统脆弱性的指标。基于该方法编写了HVDC系统安全性评估软件,其可视化结果为运行人员决策提供了有力支持。基于Manitoba的HVDC系统应用结果表明了该方法的有效性和软件的实用性。     

电力系统极端事件的风险评估与防范

传统电力系统风险评估方法以普通风险为研究对象,无法体现极端事件对系统运行带来的破坏性影响。基于金融领域风险价值理论,提出一种电力系统极端风险评估与量化方法,对传统风险评估方法进行补充和完善。采用极值风险评估方法,着重考察极端事件对系统稳定运行造成的影响,体现了小概率极端事件对系统稳定造成的严重后果。基于电力系统网络攻击事件和极端灾害事件进行极端风险评估,对比常规风险与极值风险评估结果,验证了所提的极端风险评估方法的合理性。同时,基于电力系统脆弱性与反脆弱性特征,提出极端风险防范的关键难点在于如何协调普通风险与极端风险。     

基于不确定理论的电力系统脆弱性评估

根据不确定理论,提出了能够同时考虑电力系统所固有的随机性和模糊性双重不确定性的脆弱性评估方法——基于不确定理论的电力系统脆弱性评估方法,并根据所提出的方法基于Matlab软件平台编制了相应的PSAV评估软件,对IEEE39节点系统进行了算例分析,并给出了分析结果。通过算例分析证实了所提出的评估方法的可行性.     

风险理论思想下的输电线路脆弱性综合分析

运用风险理论的思想从全局和局部、结构和状态两个方面对电力系统输电线路故障后所造成的影响进行衡量。引入经济因子加权介数对网络加权冗余度进行修正,从全局角度衡量电网本身所固有的结构脆弱性;综合考虑线路故障后电网各节点电压和各支路传输功率的裕度,从局部角度对输电网线路状态脆弱性进行评估;最后综合输电线路故障后的结构脆弱性指标、状态脆弱性指标以及故障发生概率指标得到综合脆弱性指标。通过对IEEE14节点系统的仿真,运行结果验证了该方法的合理性与有效性。     

电网安全评价的指标体系与方法

提出了一套较完整的电网安全评价指标体系,包括电网的安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、风险指标5大类。该指标体系能够科学、全面地反映电网的安全水平,为电网安全应急技术措施的制定提供量化依据。改进了传统安全评价指标和方法,提出了系统N-K故障后失元件个数、最大供电区域指标、基于效用理论的过负荷、低电压、电压崩溃、功角失稳风险指标。该指标系统能够方便地对电网安全进行计算和分析,为电网的规划改造和安全生产运行提供了实用的辅助工具。最后以某电网为例,说明了所提指标体系的合理性和软件的实用性。     

基于复杂网络理论的电力系统脆弱性分析

针对大区域电网发展及其安全稳定问题,基于复杂网络理论研究了电力系统大面积停电事故与电网连锁故障的内在机理。从电网拓扑模型和脆弱性评估指标的角度出发,分析、类比了各评估方法,指出当前应用复杂网络理论研究电力系统脆弱性方法尚存不足,电网与其他复杂网络的本质区别是研究的瓶颈问题。通过改进评估模型反映电网本质特性及其运行状态,指出了提高评估精度是下一步研究的重点。     

输电系统连锁故障风险评估指标及计算方法

电力系统连锁故障是一种发生概率低但后果极为严重的事故,可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。为了防止连锁故障事故的发生,尽量降低其危害,本文对评估输电系统连锁故障的风险指标进行研究,以保障电网的安全运行。文章首先根据复杂网络理论和风险评估理论,提出输电系统连锁故障风险评估指标体系,然后建立一种基于最优潮流的连锁故障仿真模型,在此基础上计算各类评估指标。最后,通过对IEEE118节点测试系统进行连锁故障风险分析,以说明研究工作的有效性。     

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。     

基于电压风险的电力系统预防控制

文中针对电力系统的静态电压安全问题,提出了一种基于电压风险的电力系统评估与预防控制方法。该方法将风险理论引入电力系统,建立了系统电压风险指标,克服了传统的确定性方法的不足。用随机潮流和半不变量法分析了系统运行的不确定性以及造成的节点电压的不确定性。用严重度函数描述了节点电压波动的影响与后果;在此基础上,以节点电压波动的可能性与严重性的乘积作为节点电压的风险,袁征了系统的电压安全性。并采用优化潮流算法,通过对系统控制变量的优化,有效地减少了系统的节点电压风险,提高了系统运行的安全性。在测试系统中的应用效果表明了该算法的可行性。     

基于动态攻防博弈的电力信息物理融合系统脆弱性评估

以电力信息物理融合系统受人为因素攻击为背景,应用博弈论的相关知识对现代电网在遭受人为主观攻击威胁下的电网脆弱性评估方法进行了研究和探讨。根据兰德公司的风险评估模型建立了电力信息物理融合系统基于攻防场景的脆弱性评估框架,并基于博弈论中用于描述动态攻防博弈的多层数学规划模型,提出一种电力物理网络和电力信息网络同时遭受人为攻击场景下的电网攻防动态博弈三层数学规划模型。针对所提出的模型,给出了相应的解算方法,并在求解过程中,应用一种最优的防御资源分配策略以有效求得电网元件上需分配的资源。最后,通过简单算例系统验证了本文所提模型与方法的有效性。     

电网规划设计中的风险评估应用

通过总结分析国内外电网规划设计中的可靠性准则,研究了基于风险评估理论的可靠性评估方法在输电网规划设计中的应用.采用状态枚举法,将概率评估技术与电力系统可靠性评估结合,通过对表征电力系统充裕性和安全性的风险指标的量化处理,研究了系统抵御严重故障的能力,提出了纳入风险指标的电网规划设计框架.安全应用分析表明了风险评估方法的实用价值,是对传统电网规划设计方法的发展和完善.