电网关键元件及其单调性研究Ⅲ:应用

探讨了关键元件及其单调性研究在电力系统中的主要应用。结合一定时间级别的负荷预测数据,建立系统的运行模式,提出了关键元件识别的方法。讨论了关键元件及其单调性在输电能力评估、网络安全预警以及网络结构评价方面的应用潜力。通过对电网络复杂性根本原因的分析,指明了关键元件及其单调性研究能够简化电力系统分析的本质。通过山东电网500kV网络的算例验证了本文方法的正确性。     

电网关键元件及其单调性研究Ш：应用

探讨了关键元件及其单调性研究在电力系统中的主要应用。结合一定时间级别的负荷预测数据,建立系统的运行模式,提出了关键元件识别的方法。讨论了关键元件及其单调性在输电能力评估、网络安全预警以及网络结构评价方面的应用潜力。通过对电网络复杂性根本原因的分析,指明了关键元件及其单调性研究能够简化电力系统分析的本质。通过山东电网500kV网络的算例验证了本文方法的正确性。     

电网关键元件及其单调性研究I:概念与基础

在一定条件下,发电,负荷有可追寻的变化趋势,这样复杂电网运行必然存在明确的物理规律,在运行中实时寻求这一规律及其变化趋势的快速方法,对电网调度、控制、监视等功能实现具有重要意义.在前人研究的基础上,结合不均匀性和单调性的概念,提出了电网关键元件具有单调性的思想.以有功的传输为研究对象,定义了运行模式、输电通路、关键元件及其单调性等概念.建立了输电元件有功流与网络输送有功总流之间的函数关系,讨论了灵敏度在关键元件单调性研究中的应用.以简化直流潮流为例阐明关键元件单调性的存在性.最后结合5节点系统算例对本文思想进行了验证.论文分为三个研究系列:一是概念和基础部分;二是机理与证明部分;三是应用部分.     

电网关键元件及其单调性研究Ⅰ:概念与基础

在一定条件下,发电、负荷有可追寻的变化趋势,这样复杂电网运行必然存在明确的物理规律,在运行中实时寻求这一规律及其变化趋势的快速方法,对电网调度、控制、监视等功能实现具有重要意义。在前人研究的基础上,结合不均匀性和单调性的概念,提出了电网关键元件具有单调性的思想。以有功的传输为研究对象,定义了运行模式、输电通路、关键元件及其单调性等概念。建立了输电元件有功流与网络输送有功总流之间的函数关系,讨论了灵敏度在关键元件单调性研究中的应用。以简化直流潮流为例阐明关键元件单调性的存在性。最后结合5节点系统算例对本文思想进行了验证。论文分为三个研究系列:一是概念和基础部分;二是机理与证明部分;三是应用部分。     

电网关键元件及其单调性研究І：概念与基础

在一定条件下,发电、负荷有可追寻的变化趋势,这样复杂电网运行必然存在明确的物理规律,在运行中实时寻求这一规律及其变化趋势的快速方法,对电网调度、控制、监视等功能实现具有重要意义。在前人研究的基础上,结合不均匀性和单调性的概念,提出了电网关键元件具有单调性的思想。以有功的传输为研究对象,定义了运行模式、输电通路、关键元件及其单调性等概念。建立了输电元件有功流与网络输送有功总流之间的函数关系,讨论了灵敏度在关键元件单调性研究中的应用。以简化直流潮流为例阐明关键元件单调性的存在性。最后结合5节点系统算例对本文思想进行了验证。论文分为三个研究系列：一是概念和基础部分;二是机理与证明部分;三是应用部分。     

电网关键元件及其单调性研究П:机理与证明

对关键元件单调性进行了机理分析和相关论证.结合运行圆和极限圆概念,对输电元件有功限值进行了修正.在此基础上,分三种情况由浅入深地对电力系统中的关键元件单调性进行了研究:(1)在直流潮流基础上,考虑进正弦函数的非线性,建立了数学模型,对输电元件输送有功功率与节点注入之间的函数单调关系以及关键元件单调性的存在性进行了严格的数学证明,并给出了估计单调区间的算法;(2)再考虑进电阻参数,即损耗的影响,论证了有损情况下,输电元件有功流依然是节点注入的单调函数,而且关键元件单调性依然成立,但是单调区间与无损耗时相比会根据r/x的大小发生偏移;(3)定性的讨论了电压水平和无功功率对有功功率关键元件单调性的影响.最后结合5节点系统算例对上述三种情况进行了比较验证.     

电网关键元件及其单调性研究П：机理与证明

对关键元件单调性进行了机理分析和相关论证。结合运行圆和极限圆概念,对输电元件有功限值进行了修正。在此基础上,分三种情况由浅入深地对电力系统中的关键元件单调性进行了研究：（1）在直流潮流基础上,考虑进正弦函数的非线性,建立了数学模型,对输电元件输送有功功率与节点注入之间的函数单调关系以及关键元件单调性的存在性进行了严格的数学证明,并给出了估计单调区间的算法;（2）再考虑进电阻参数,即损耗的影响,论证了有损情况下,输电元件有功流依然是节点注入的单调函数,而且关键元件单调性依然成立,但是单调区间与无损耗时相比会根据r/x的大小发生偏移;（3）定性的讨论了电压水平和无功功率对有功功率关键元件单调性的影响。最后结合5节点系统算例对上述三种情况进行了比较验证。     

基于图形化主接线图的电气连通性分析和研究

电气元件的连通性判别是图形化分析的基础,从主接线图中各电气元件之间的连接性及其属性之间的匹配性入手,综合分析了元件连通性的判别方法.通过把母线/开关和接地点/变压器描述的物理模型转化为节点/支路描述的网络模型,提出了分序网图分别进行电气连通性分析的新思路,这种方法对序分量及序网分析有重要指导意义.同时,结合图论方法和网络模型,通过比较已有的分析方法,改进了节点矩阵法的计算流程,使它在运算次数上大大减少,计算速度也明显提高.     

基于VC++的故障树定性定量分析系统

故障树分析是对复杂系统进行可靠性分析的一种有效方法,通过计算机辅助,应用Fussell-Vesely分析法结合素数法对故障树进行定性分析,并探讨了在计算机上实现单调关联故障树定量分析的算法.为研究非单调关联系统、多状态系统、共因失效系统等复杂系统的故障树分析及其计算机实现打下了良好的基础.     

基于图形化主接线图的电气连通性分析和研究

电气元件的连通性判别是图形化分析的基础,从主接线图中各电气元件之间的连接性及其属性之间的匹配性入手,综合分析了元件连通性的判别方法。通过把母线/开关和接地点/变压器描述的物理模型转化为节点/支路描述的网络模型,提出了分序网图分别进行电气连通性分析的新思路,这种方法对序分量及序网分析有重要指导意义。同时,结合图论方法和网络模型,通过比较已有的分析方法,改进了节点矩阵法的计算流程,使它在运算次数上大大减少,计算速度也明显提高。     

考虑信息物理交互的电力–信息耦合网络脆弱性分析与改善策略研究

考虑信息物理交互研究电力–信息耦合网络脆弱性及其改善策略具有重要意义。在直流潮流模型下,建立考虑信息物理交互的电力–信息耦合网络故障模型,研究信息网元件失效对电力网连锁故障的影响,分析由此引发的电力–信息耦合网络脆弱性;为深入揭示耦合网络脆弱性,在度数和介数指标基础上,采用映射加权方式计及监控功能属性和信息物理耦合的影响,提出了关键度指标辨识对耦合网络脆弱性具有重要影响的信息网关键环节;为改善耦合网络脆弱性,从强化关键环节防护和降低网络对关键环节依赖性角度,在元件和网络层面分别提出信息网关键环节保护和高权重电力节点网间加边策略。节点和边攻击的仿真结果表明,耦合网络面对随机攻击呈现较高鲁棒性,面对蓄意攻击呈现较高脆弱性。高关键度信息元件是影响耦合网络脆弱性的信息网关键环节,不同场景中耦合网络在针对这些元件的攻击下均呈现高脆弱性。保护高关键度信息元件以及对高权重电力节点增加耦合边可有效改善耦合网络脆弱性。     

交直流混合输电系统可靠性指标的灵敏度分析

针对电力系统可靠性原始参数的变化,根据原始参数对电力系统可靠性的影响程度不同,提出了可靠性原始参数的关键重要度的概念及其确定方法.这种算法在分析元件故障率和修复率对其可靠性原始参数的灵敏度的基础上,进行系统可靠性指标对元件可靠性原始参数的灵敏度分析,从而推导出确定原始参数的关键重要度的计算公式.通过获得元件可靠性原始参数的关键重要度信息,快捷、有效地确定系统的薄弱环节,并确定系统的增强性措施以进行可靠性优化.利用提出的算法对500kV交直流混合输电系统进行了分析,结果验证了算法的实用性和有效性.     

复杂网络理论在电力网络中的应用与研究

从结构模型的层次简述了复杂网络的相关研究,并根据文献中的研究成果,分析说明了电力网络所具有的符合复杂网络共性的性质,即小世界性和无标度性.概述了复杂网络理论在电力系统中的应用,重点说明了利用复杂网络分析大停电事故的方法和意义,以及如何从复杂网络的角度来分析和研究电力网络的动态特性.总结了目前复杂网络研究尚需解决的问题并预测了复杂网络在今后的电力网络研究中的作用及其发展趋势.     

基于贝叶斯网络计及元件联合故障的电力系统可靠性评估

基于贝叶斯网络,将系统元件的联合故障模型引入到网络建模过程中,建立了计及元件故障间联合概率分布的贝叶斯网络模型。采用贝叶斯推理得到系统各元件故障状态及其概率分布,并将其应用到电力系统可靠性评估中,改进了以往贝叶斯网络可靠性评估方法未考虑对系统可靠性指标影响较大的元件故障间关联的不足。在求解故障后潮流时,采用最优潮流(OPF)算法来计算优化后切负荷量,提高了计算的准确度,进一步算得指标,评估得到系统可靠性水平。IEEE-RTS24测试系统算例分析,验证了方法的正确性和有效性。     

双向无线电能传输系统小体积副边补偿网络参数设计方法

无线电能传输技术是21世纪以来人类最重要的应用科学技术至于,将其应用于电动汽车V2G领域具有重要的研究价值及实用价值。为了实现对于BD-WPT系统的补偿网络参数优化设计的问题,文章首先建立了应用LCC补偿网络的BD-WPT系统集中模型,进一步推导了流经补偿网络元件电流有效值表达式。通过对流经补偿网络元件电流有效值表达式进行分析可知,对于某一传输功率需求P0,若副边补偿电容Cs值越小,则流过副边补偿元件基波电流的有效值越小,且流过原边补偿元件基波电流的有效值越大。副边补偿电容Cs值越小,流过副边补偿元件基波电流有效值越小,均有利于减小副边补偿元件体积。补偿元件体积减小是电动汽车无线充电系统体积控制的重要环节,而平衡系统补偿网络元件承受的电流应力是降低总体元器件体积的前提,因此文章提出了一种以降低元器件承受的电流不平衡应力水平为目的的小体积副边补偿网络参数设计方法,并通过仿真验证了相关理论的正确性。     

部分元件N-1下的配电网供电能力与安全域

现有配电网供电能力(TSC)和安全域(DSSR)计及所有元件N–1,该文首次研究了部分元件N–1下的TSC和DSSR计算,发现不考虑部分关键元件N–1时,DSSR大小和TSC会较大提升。首先,分别提出了部分元件N–1下的DSSR、TSC和平均供电能力BSC模型及计算方法。其次,发现N–1故障集中不同元件及其组合对TSC和DSSR影响不同,故定义了N–1的关键故障集。然后,提出了一种确定关键故障集的实用方法:先遍历元件计算对TSC和DSSR大小的灵敏度,再综合评价排序,最终通过阈值筛选出关键故障集。算例验证表明,该文方法找到关键故障集后,若对其中元件加强防护、提高其可靠性,近似认为其不发生N–1时,可显著提高DSSR大小和TSC,这是一种提高配电网安全效率水平的新途径。     

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。     

基于加权网络模型的电力电子电路可靠性分析

提出了一种基于加权网络模型的电力电子电路可靠性分析方法,并以UC3842单端反激电路为例进行了说明。首先以元件失效率为权值建立电路的加权网络模型,然后计算该电路加权网络模型的特征参数,验证该电路的复杂网络特性,最后通过量化不同元件失效率变化时对电路可靠性的影响,确定电路中的关键元件,以提出有利于提高电力电子电路可靠性的措施。     

镜像元件及其应用

阐述了镜像元件的特性,包括零器-镜像元件连接的等效性;提出了镜像元件进而病态元件的级联特性,同时引入镜像元件完善了CCII族;对现代电网络分析中考虑镜像元件的方法进行了总结.镜像元件能够灵活地表示有源器件和等价电路,常在复杂的电路设计与分析中提供灵活和简洁的方法,其作为基础的病态元件应用越来越广泛.     

一种强电磁设备宽频段阻抗的无源等效电路网络建模方法

在舰船综合电力系统等复杂系统的电磁兼容设计验证中,迫切需要通过对强电磁设备的阻抗进行物理等效以便开展半实物电磁兼容试验。工程上常用矢量匹配法实现强电磁设备阻抗的等效电路网络建模,但由于存在“端口无源性”和非正值元件导致的“元件无源性”问题,不能确保等效电路网络的物理可实现性。为了解决这个问题,该文提出一种融合了矢量匹配法、留数摄动法和优化算法,并可物理实现的强电磁设备宽频段阻抗建模新方法。该方法首先通过矢量匹配法对强电磁设备的阻抗数据进行有理函数拟合;然后利用留数摄动法对矢量匹配法的结果进行“端口无源性”修正,并将其转化为等效电路网络;随后利用粒子群算法和天牛须算法对非正值元件进行修正,实现“元件无源性”修正;最后,通过典型实际案例验证了该方法的可靠性和正确性。