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。     

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。     

基于支路综合脆弱性的电网抗毁性分析

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,而其中极少数带有较重传输任务的支路往往起到助推作用,因此寻找这些关键支路,分析该部分支路失效情况下的电力系统的抗毁性,具有重要的研究价值。建立支路静态能量函数模型,并在此基础上提出支路状态脆弱因子。结合基于电气介数的结构脆弱因子,提出支路综合脆弱性评估指标。通过仿真计算,评估电网的支路综合脆弱性,确定脆弱环节。基于脆弱性评估结果建立抗毁性评估指标,通过蓄意攻击和随机攻击,仿真验证不同扰动模式对电网抗毁性的影响。通过对IEEE-30母线系统的仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

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。     

基于效用风险熵的复杂电网连锁故障脆弱性辨识

研究了基于效用风险熵理论的复杂电网连锁故障脆弱性评估模型和算法实现问题。首先,结合支路断开后的潮流转移特性和潮流分布特性建立支路脆弱度评估模型,计及支路退出运行给系统带来的影响;其次,建立节点脆弱度传递模型,克服目前社会网络类指标和系统科学类指标存在的不足;最后,以元件脆弱性评估结果为基础,辨识电网组织结构面临的风险不确定性。通过IEEE 39节点系统仿真验证了所述方法的合理性和有效性。     

基于复杂网络和暂态能量函数的支路暂态脆弱性评估

电力系统在遭受大扰动后失稳可能造成严重后果,甚至引发灾难性事故。基于结构保持模型的多机电力系统暂态能量函数求解各支路势能。结合复杂网络的有向电气介数,考虑发电机出力变化对支路潮流的影响,计算出支路的状态脆弱性以及支路在系统结构中的重要程度。最后,基于结构和状态两因子构建了综合脆弱度指标,对电力系统支路的暂态脆弱性进行了综合评估。通过对6机系统进行仿真计算,验证了该方法能够有效地判断故障后系统的脆弱支路以及临界机群。     

基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略

针对电力系统中由线路故障引发的连锁故障现象,文中提出了一种基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略。首先,提出一种改进的支路安全指标和系统安全指标,并引入泰尔熵指数对电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此量化某支路故障退出运行后对电网运行安全性的影响;然后,根据支路脆弱性排序筛选出发生初始故障退出运行后对电网运行安全性影响较严重的几条支路,建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和电网电压稳定,且能应对多种初始故障场景的电力系统连锁故障预防控制模型,并使用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解该模型。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析,结果表明所提预防策略能获得更安全合理的发电机组出力方案,且证明了支路负载率差异对脆弱支路辨识的重要性。     

基于潮流冲击熵的加权拓扑模型在电网脆弱性辨识中的应用

电网脆弱性不仅与电网的拓扑结构有关,还与电网的电气特征紧密相连。为了辨识出电网的脆弱环节,基于支路开断的潮流冲击熵,提出了一种电网脆弱性辨识的新方法。定义了支路和节点脆弱强度指标,建立了基于潮流冲击熵的加权拓扑模型,由此得出了线路和节点的加权介数指标,结合脆弱强度和介数指标,提出了综合脆弱度指标,该指标综合考虑了电网拓扑结构与电气特征的影响,且加权介数的引入能够对电网脆弱性进行辨识起到放大的作用。由算例结果可以发现,文中定义的综合脆弱度指标能够有效克服从单一角度对电网进行脆弱度评估,提高了辨识的准确度与精度,说明了该脆弱性辨识方法的有效性与合理性。     

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.     

基于潮流增长率泰尔熵的脆弱支路辨识

电力系统脆弱支路辨识,对提高系统安全运行、预防电网灾难性事故发生具有十分重要意义。针对传统电网脆弱性评估模型未能有效考虑系统电压等级的问题,引入泰尔熵指标在计及系统电压等级的基础上,构建了基于支路潮流增长率泰尔熵的电网脆弱支路辨识模型。该模型从支路潮流冲击影响力和系统脆弱度两个方面对电网中的脆弱支路进行综合评估,评估结果更加贴近电网实际运行状态。通过对IEEE 30节点系统和某地区实际系统的仿真,证明了该模型的科学性与实用性。     

基于合作博弈的电网支路脆弱性评估方法

电网支路脆弱性评估是连锁故障分析和防治的重要步骤。现有的脆弱性指标存在物理意义不明、未充分考虑多重故障对脆弱性的影响等问题。为此,首先构建电网支路的合作博弈框架,根据博弈结果将故障链的后果合理分配到每个支路,并以此作为电网支路的脆弱性指标。该指标能反映电网支路故障对停电事故导致电网损失的贡献,物理意义明确。为解决多重故障链的损失不满足超可加性的问题,将合作博弈的多目标优化问题转换为集体理性与个体理性2个阶段的优化模型,并分别使用遗传算法、线性规划求解。IEEE 39节点系统的算例分析验证了该指标的合理性。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

四川特/超高压电网脆弱度分析及应用

在传统电网脆弱性分析基础上,结合特/超高压电网的特点,运用基于复杂网络的结构脆弱性和基于潮流熵的状态脆弱性理论,对四川特/超高压电网脆弱度进行分析,以此识别四川特/超高压电网的脆弱元件。分析结果表明:四川电网具有典型的小世界网络结构特性,同时在不同的运行方式下,四川电网的脆弱节点和脆弱支路会发生转移,其结果可以为电网的调度运行提供参考。     

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...     

基于支路势能法的电力系统暂态稳定性研究

电力需求紧张和大区间的电网互联,使得大扰动下电力系统的暂态稳定问题备受关注.暂态稳定分析目前最常用的方法仍是时域仿真法,而基于Lyapunov函数的能量函数法则为暂稳分析提供了新的途径.能量函数法是有效的暂态稳定性分析方法,由经典模型到结构保持模型、由全局能量函数到局部能量函数的改进使得该方法的精确性和实用性逐步增强.鉴此,对暂态稳定性分析的支路势能法在大系统上进行了研究和分析,提出了详细模型下的支路势能的表达式,并在UK20机100节点大系统上对其表征参数及多摆现象进行了验证.结果表明,支路势能法的稳定性指标能够准确地反映出系统的暂态稳定性水平,并具有良好的适应性.     

电网脆弱性评估方法

电力系统脆弱性是近年来的热点研究问题之一,经过众多科研人员长时间的努力,取得了大量的研究成果。综述了电网脆弱性的评估现状,根据分析角度的不同和脆弱源不同,电网脆弱性评估方法也有差异。对以往典型脆弱性评估方法和脆弱性指标进行了总结和评述,所参阅的文献也力图反映出该领域的研究概貌和最新动向,并提出了完善脆弱性评估方法的建议。     

基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法

提出一种基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法。用线性灵敏度法快速得到各事故后的临界电压,根据静态能量与注入功率和节点电压的关系引出静态能量裕度的定义,提出两个可用于事故筛选与排序的电压脆弱性评估指标。其中局部指标计算事故后系统稳定运行时各节点能量裕度,并取最薄弱节点的值作为系统的能量裕度;整体指标取事故后系统稳定运行的总能量得到的能量裕度。由这两个指标分别对事故进行筛选与排序,得到严重事故集。对IEEE30、IEEE57母线系统的仿真结果与采用内点法精确计算的排序结果对比验证该思路的有效性。     

基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法

提出一种基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法.用线性灵敏度法快速得到各事故后的临界电压,根据静态能量与注入功率和节点电压的关系引出静态能量裕度的定义,提出两个可用于事故筛选与排序的电压脆弱性评估指标.其中局部指标计算事故后系统稳定运行时各节点能量裕度,并取最薄弱节点的值作为系统的能量裕度;整体指标取事故后系统稳定运行的总能量得到的能量裕度.由这两个指标分别对事故进行筛选与排序,得到严重事故集.对IEEE30、IEEE57母线系统的仿真结果与采用内点法精确计算的排序结果对比验证该思路的有效性.     

含双馈风电场的电网节点脆弱性评估

随着风力发电的大力发展,风电出力的随机性、波动性以及其吸收无功的特点,使得风电并网后成为电网的一个扰动源,进一步对系统的脆弱性产生影响。文中结合静态能量函数模型和电气介数,提出一种能够反映节点的状态脆性和结构脆弱性的综合评估指标,同时将离散指标连续化,得到随时间变化而变化的综合评估指标。通过搭建含双馈风电场的电网模型进行仿真计算,得到随综合风速变化的节点综合评估指标的连续变化曲线,比较了不同接入点情况下的系统节点脆弱性的变化,并对结果进行分析。     

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。