停电防御框架向自然灾害预警的拓展

近年来频发的极端自然灾害充分反映了将停电防御框架向自然灾害预警延伸的必要性。归纳各类自然灾害对电力系统运行可靠性的影响;分析其引发电力系统设备故障的途径;建立各有关环节的数学模型;提炼灾害预警所需要的环境信息。将停电防御系统的信息采集范围拓广到宏观与微观的气象信息与地质信息;根据外部背景信息、实时的运行工况与环境信息,在线估算各类自然灾害对电力设备故障率影响的时空分布;用在线修正的时空概率模型代替离线固定的年均概率模型;在线调整稳定性和充裕性分析中的预想故障表,使风险越大的潜在故障得到越高的关注度;根据灾变演化机理,动态评估电力系统可靠性的风险,实现早期预警;进而使决策支持功能具有对自然灾害的自适应能力。     

复合自然灾害下的电力系统稳定性分析

对自然灾害停电防御的研究至今局限于单种类的自然灾害,而未计及复合灾害之间的推波助澜。自然灾害往往会造成群发性故障,为了防御小概率高风险的复合自然灾害造成大停电,需要在线跟踪外部环境的变化并有效预警。为此提出复合自然灾害造成的群发性故障的风险分析思路和框架,一方面建立电网支路在复合自然灾害下的故障率模型并计算其相关风险,另一方面考虑多种自然灾害的交互影响,在线筛选潜在故障,分析运行的安全稳定性,并提供决策支持。     

关于自然灾害下电力系统安全稳定防御方法的评述

输电线路的远距离送电使其频繁受到自然灾害的影响,极端自然灾害会造成电力系统大面积群发故障,严重影响电力系统的安全稳定运行,需要对自然灾害的防御方法进行研究。自然灾害的防御主要有提高一次系统设计标准以避免故障和通过安全稳定控制措施以减小停电损失两种方式。提高设计系统的标准需要较大的经济代价,且无法完全避免大面积输电线路故障。现有研究主要针对自然灾害的安全稳定控制方法进行研究,包括自然灾害防御所需的信息采集、自然灾害下电力系统风险评估以及应对自然灾害的电力系统安全稳定控制方法。为此,对现有自然灾害的安全稳定防御方法进行综述,并指出进一步研究方向,为后续的自然灾害的安全稳定防御方法研究提供参考。     

考虑子系统恢复时间的停电电网分区策略

停电电网分区能够并行恢复停电系统,加快电力系统的恢复。但现有分区研究中未考虑分区结果对子系统恢复的影响。由于建立考虑子系统恢复时间的分区优化模型较为困难,文中在谱聚类分区结果的基础上,提出了基于粗糙集的分区调整策略。以恢复时间为综合评价每个分区指标及优化模型的目标函数,运用基于粗糙集的带有不确定度的决策表对恢复时间较长的分区中的机组进行筛选,调整筛选出的机组集合得到优化后的分区方案,最后以IEEE 39标准测试系统和IEEE 118标准测试系统为例验证文中算法的有效性。算例证明了基于粗糙集的分区调整策略具有较高的求解效率,能够有效优化初步分区结果,缩短分区恢复时间。     

面向交直流混联系统的虚假数据注入攻击方法

虚假数据注入攻击是威胁电力系统安全稳定运行的重要因素之一,研究攻击者针对电力系统的网络攻击方法,能为改进系统防御措施提供决策依据。文中基于高压直流换流站运行特性与交直流耦合特性,提出了面向交直流混联系统的虚假数据注入攻击方法。首先,分析了交直流混联系统状态估计的基本原理;然后,提出了针对交直流混联系统的攻击策略,构建了攻击模型;最后,以改进的IEEE 30节点系统为例进行仿真验证。算例结果表明针对交直流混联系统的虚假数据注入攻击能够绕过不良数据检测算法,破坏系统的安全稳定运行,验证了所提模型和方法的有效性。     

复方柴黄软胶囊提取物测定分析研究

目的:建立柴胡中柴胡总皂苷的含量测定。方法:本实验以柴胡皂苷a为对照品,利用紫外分光光度法对复方柴黄软胶囊中柴胡提取物的含量进行研究与探讨。结果:柴胡总皂苷在40~280μg/mL(r2=0.9858)浓度范围内线性关系良好,平均回收率为99.01%,RSD=1.53%(n=5)。柴胡中柴胡总皂苷的平均含量为3.826%,最大可达4.833%。结论:该试验方法可行性良好,适用于柴胡总皂苷的定量分析,为复方柴黄软胶囊提取物的定量研究提供快速、简便的分析方法。     

电网雷击故障概率的时空在线预警

分析雷电的实时演化过程对电力设备故障概率的影响途径,理清需要采集的信息,提出电网的雷击故障概率时空变化的预警算法。先根据当前时段的雷电信息,划分雷电分区;再与上一时段的分区相关联,并据此预报未来时段雷电概率在地域上的演变趋势。实现与电力系统安全稳定分析功能的一体化,用时空分布的预报概率代替传统使用的年平均雷击故障率,在线修改安全稳定性分析软件模块中的预想故障表,使概率大的潜在故障得到及时的详细分析。在停电防御系统的实际工程应用中加入了对雷暴灾害的自适应能力,提高了预警水平。     

加快含快速切回机组电网恢复的动态分区策略

现有电网恢复研究中将快速切回(FCB)机组加入电网串行恢复序列,未充分利用FCB机组能够独立恢复周边电源和负荷的能力。与传统的黑启动水电机组相比,火电机组的FCB功能不能100%成功实施,含FCB机组的电网恢复需要根据黑启动电源情况动态分区。因此,文中在传统GN分裂算法的基础上,提出了适用于含FCB机组电网的分区恢复策略。首先,采用网络的Laplace矩阵特征值识别分区数量,同时考虑了电网分区中黑启动电源要求、功率平衡要求,以及分区划分的速度要求,建立基于改进GN分裂算法的电网分区方法,实现含FCB机组电网的快速自动分区。最后,新英格兰系统和部分江苏电网实际系统仿真结果表明,所提分区方法能够有效地对电网进行动态分区。     

基于信息间隙决策理论的电网负荷恢复鲁棒优化

停电电网的恢复过程中,负荷恢复的不确定性可能影响电网恢复过程的安全,需要在负荷恢复中考虑负荷的不确定性。考虑到准确的负荷不确定性分布模型难以获取,文中提出了基于信息间隙决策理论(IGDT)的电网负荷恢复鲁棒优化方法,使负荷恢复方案在负荷波动范围内均能满足要求,而无需已知负荷的不确定性分布。首先,基于IGDT,将确定性负荷恢复优化模型转变为在负荷波动范围内均能达到最低恢复要求的鲁棒优化模型,同时综合考虑负荷恢复过程中的负荷最大恢复量、单次最大投入量、电网潮流等约束条件,再利用人工蜂群算法对优化模型进行求解,最后以新英格兰系统和江苏系统为例验证了所提方法的有效性。     

应用网络流理论的停电系统恢复路径混合整数线性优化模型

停电系统恢复路径优化是一个组合优化问题,其计算规模随着系统规模的扩大呈指数级增长,加快恢复路径搜索速度是当前研究的热点之一。考虑到现有研究中的连通性约束尚未解析表达,使停电系统恢复路径优化问题难以建模为混合整数优化模型。为此,通过构建停电系统的单源多汇网络,以节点投运状态和线路流量作为决策变量,基于流量注入和到达节点间路径连通的基本原理,分别设定网络中各节点的流量守恒约束和容量约束,解析表达了网络连通性约束;在此基础上,将目标函数转换为线性表达形式,建立了恢复路径优化的混合整数线性优化模型,并采用CPLEX求解最优恢复路径。IEEE标准系统和江苏电网系统的仿真结果表明,基于所述模型的路径优化方法能够有效提高最优恢复路径的搜索速度。