基于复杂网络理论的电网脆弱性研究述评

基于复杂网络理论对电网脆弱性进行研究.介绍复杂网络的基本概念和发展历程,阐述其自组织临界特性与电力系统灾变事故的关联性,分析连锁故障模型;在总结网架结构模型和故障指标模型的基础上,讨论复杂网络理论在电力系统网络特征分析、连锁故障模拟及结构脆弱性中的应用;最后探讨该领域的发展趋势,建议把传统分析与复杂网络相结合,建立更符...     

复杂网络理论在电力系统中的运用与研究

自从小世界效应和无标度特性发现以来,复杂网络的研究在过去几年得到了迅速发展,其中复杂网络在电力系统中的运用也成为当前许多学者的研究焦点。文章对复杂网络理论与电力网络的共性进行了较为详细的叙述,指出了复杂网络在电力系统中运用的结合点。介绍了与两者共性有关的复杂网络理论的特征参数。同时在电力系统大停电模型、临界自组织状态、电力系统线路脆弱性评估以及小世界模型四个方面详细综述了目前复杂网络在电力系统中的运用及进展。最后对复杂网络在电力系统研究中存在的问题和未来发展的趋势进行了总结和展望。     

复杂网络理论在电网安全稳定控制中的应用

介绍了复杂网络理论研究的基本步骤和主要内容,对其在电力系统中的应用现状进行了综述,对复杂网络在电力系统中的研究前景进行了展望。     

复杂网络研究及其在电力系统中的应用

为了能够从根本上认清电力系统崩溃机理,运用复杂网络雪崩动力学机理和自组织临界理论,进行了电力系统的自组织临界性、电力系统崩溃和沙堆崩溃的相似性进行了比较,并依据上述理论模拟了电力系统的连锁反应,为防止大停电事故设计出实用的防控策略指出了新的方向,可以作为解决电力系统崩溃问题的一个视角。     

电力系统大停电的自组织临界现象

应用复杂系统理论,通过分析美国电网大停电事故的部分数据,深入探讨了电力系统大停电规模与频率之间的幂律关系以及大停电规模分布的分形分维特征,提出了大停电现象可以用自组织临界性的概念来加以解释的观点.结合Hurst指数,进一步说明了存在着对电力系统大停电进行预测的可能.     

自组织理论及其在电力系统中的应用

近年来,世界范围内灾难性事故时有发生,其直接后果之一是导致电网大面积停电事件.为揭示电网灾难性事故形成及演化机理,从研究复杂系统自组织现象和规律的自组织理论出发,对耗散结构理论、协同学理论、突变论、超循环理论、分形理论和混沌理论进行了简单介绍.并对现有电网灾难性事故研究进行阐述,指出了其中需要进一步解决的问题.     

用复杂网络理论分析电网连锁性大停电事故机理

针对世界上连续发生的电网连锁性大停电事故,论述了长期以来采用的还原法的思想方法已不完全适应对电网整体动态特性的研究。简述了复杂网络的基本概念;综述了应用复杂网络理论,对美国和中国电网大停电事故的部分数据统计分析的结果。发现电力系统的无标度特性:大停电的规模与出现的概率具有幂律特征,而电网的自组织临界性是发生连锁性大停电事故的内在动力。提出建立实时动态的全国沙堆模型,为预测大停电事故提供实时信息和应用复杂网络的控制理论对电网关键节点进行保护和控制,以缓解大停电事故发生的设想。     

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.     

基于协同学原理的电力系统大停电预测模型

针对电力系统中某一元件故障,而导致一系列其他元件停运,并连锁反应迅速蔓延,最终发生电网崩溃的现象,文中对易引起恶性连锁反应事故的大停电机理进行了初步探讨,指出在大停电过程中,总是伴随着电网各子系统的竞争和合作,具有自组织临界特性,其过程存在着可预测性.进而基于自组织临界理论中的协同学原理,提出了一种电力系统大停电的预测模型--协同学预测模型.计算实例结果表明了大停电存在着自组织临界特性,提出的预测模型具有较高的预测精度,该模型可望为进一步深入分析电力系统连锁反应事故和大停电机理打下基础。     

电网复杂性及大停电事故的可靠性研究

从电网连锁故障的近似整体模型的统计分析、动态特点和风险评估入手,探讨了近期关于电网复杂性和连锁故障机理的一些研究进展。众多学者对北美电力可靠性协会(NERC)提供的北美地区15年的事故数据进行分析,发现其事故概率和事故规模近似服从幂指数律,并具有集群特性。学者们提出了多种连锁故障模型来阐释连锁故障的机理。进一步研究发现,电网是一个具有自组织临界特性的网络,其网络演变特性必然导致系统趋向临界状态,而系统临界负荷状态下连锁大停电事故的风险大大增加。要削减和预防电网连锁故障的发生,就需要寻找降低系统风险的作用力, 并建立一个综合评估框架来进行分析和研究。     

基于元胞自动机的电力系统自组织临界特性仿真模型

将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真研究了电网故障的传播演化过程,并对电网故障的自组织临界性（SOC）进行了验证。     

大电网安全性评估的系统复杂性理论研究

在简述电力系统复杂性的基础上,介绍了系统复杂性理论在电力系统中的应用以及研究概况,包括电力系统的自组织临界性、电力系统连锁故障模型和复杂电力网络的结构脆弱性和连锁故障演化等,进一步指出电力系统复杂性理论的研究可能为探索互联电力网络的安全性和可靠性提供一个新的方向。     

我国电力系统停电事故自组织临界性的研究

基于自组织临界性及分形的思想,通过分析1981—2002年我国电网重大停电事故,揭示了我国电网停电事故的自组织临界性特征,并构建了全国电网及东北、华中和西北区域电网停电事故的标度-频度模型。通过研究如何用沙堆模型来描述电力系统的自组织临界性,提出了先建立各网省局等规模稍小电网的实时动态沙堆模型从而形成一个沙堆群的模型来模拟整个全国电网的设想。     

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。     

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。     

复杂网络理论在电网分析中的应用与探讨

随着复杂网络理论在电网分析中的应用深入,其成果与质疑纷至而来。隶属于复杂性科学的复杂网络理论,其分析方法与基于还原论思想的经典电力系统分析方法有本质不同。为该理论,乃至更多复杂性科学理论在复杂电力系统分析中得到更好的应用,有必要将该部分研究成果进行归纳、整理,同时在质疑声中进行思考、换位。首先,从需求性与适用性2方面探讨了复杂网络理论应用的必要性;然后,依据其理论体系构架,将应用成果逻辑划分为:网络结构研究,网络结构与网络性能的关联研究,及综合应用研究3部分。最后通过研究综述,经验总结与困境分析,对研究前景进行了展望,为新环境下的复杂电网研究提出一些思考与建议。     

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...