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.     

基于复杂网络理论的大电网结构脆弱性分析

基于复杂网络理论,提出一种大规模电网结构脆弱性分析方法.该方法从电网拓扑结构出发,强调电网整体架构对故障传播的影响,有助于对连锁故障在大电网中传播机理的研究.通过对国内某一大区电网的故障模拟结果表明:电力网络的脆弱性与其网络拓扑有着密切的联系,同时本文所提出的介数指标相对于度数指标,能够更好地揭示电力网络的脆弱环节.     

基于复杂网络理论的电力通信网脆弱性分析

以复杂网络理论为基础,对电力通信网进行拓扑建模、基本参数计算和网络特性分析,对于确保电力系统安全运行和加强电网健壮性有重要影响。针对电力通信网的业务特点,依据度数、介数指标找出网络脆弱点,修改传统效能函数,并以此函数作为衡量网络脆弱性的指标,确定网络脆弱点。最后,以某2个实际电力通信网为例进行了网络特性分析,针对不同故障模式对其进行攻击脆弱性仿真。根据仿真结果,分析了异构网络的本质脆弱性,总结了影响电力通信网脆弱性的因素。     

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。     

电网脆弱性综合指标建立与评估

为评估节点故障对电网的静态性能的影响,构建了一种基于复杂网络理论的电网脆弱性综合评价指标。在由最大连通子集与网络平均效率组成的结构脆弱性指标,以及由失负荷比例与电网功率传输效率组成的功能脆弱性指标的基础上,构建了一种基于熵值模糊综合评价法的脆弱性综合指标。该方法克服了多种指标赋权时,主观性强、容易出现与实际数据不相符的现象。最后通过对IEEE-118节点系统的仿真、分析,比较了随机、节点度、节点电气介数、传统线路介数以及线路电气介数5种不同的攻击对电网的脆弱性综合指标、各个单一指标的影响,同时验证了该综合指标的合理性。     

考虑节点的桥重要度的城市电网结构脆弱性分析

电网中存在某些具备"桥"特征的节点,此类节点连通若干重要的分区,但因其自身节点度数较低,往往不易被识别。为了分析电网结构脆弱性,本文定义了节点的桥重要度,该指标综合考虑节点度数和所连接线路的相对重要程度,解决了当节点度数相同时无法判断相对重要程度的问题。同时,仅需网络的局部结构信息即可判断出其中更重要的"桥节点"。以天津电网2018年冬季运行方式为例,进行电网结构脆弱性分析。仿真结果表明所提出的桥重要度比节点度数、介数等拓扑特征指标,更能反映出电网结构上的薄弱环节,特别是能够辨识出电力输送通道上关键的桥节点,对电网规划及运行具有指导意义。     

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.     

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。     

基于改进线路效能的电网脆弱性辨识方法研究

随着智能电网建设的不断推进,电网互联程度越来越高,加强电网安全稳定分析对预防大停电事故的重要性更加突出。针对电网进行脆弱性评估,找出其中的薄弱环节,是电网安全稳定分析的前提与基础。本文首先根据复杂网络理论,采用支路有功潮流重新定义线路效能权值,随后结合电网实际运行状态进行建模,通过求取系统运行状态或网络结构发生改变后的全局效能变化量,建立电网综合脆弱性评估指标,最后基于IEEE标准算例对电网脆弱节点和线路分别进行辨识。结果表明,与电源联系紧密的线路和重要枢纽节点对网络整体脆弱性指标有着显著影响,该方法可用于智能电网规划方案的评估及优化。     

基于负荷转移系数的电气介数在电网结构脆弱性评估方法中的应用*

电网的脆弱性问题,作为电网安全问题的深入和扩展,具有重大的研究价值。基于负荷转移系数的电气介数计算方法,考虑"发电机-负荷"节点注入功率对线路潮流的影响,提出了反映当前运行方式下网架参数和运行参数的结构脆弱性评估模型及指标。该模型考虑了无功功率对支路电流的影响,以实际输出的功率作为负荷转移系数的权重,使评估结果更加精确。最后以IEEE 39节点系统为测试算例,求解各节点的结构脆弱性指标并进行排序,对排序靠前的节点分别采用随机攻击和蓄意攻击的连锁连锁故障方式,通过分析在遭受攻击后系统最大连通域的变化,验证了所提评估模型的有效性与优越性。     

基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估

提出了一种基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估方法.该方法从电网络理论出发,首先推导了线路电流共享因子,定义线路运行介数,在此基础上评估过负荷脆弱性.该方法不仅考虑了网络拓扑结构对脆弱性的影响,同时还考虑了系统运行方式对脆弱性的影响,克服了复杂网络模型中潮流仅按最短路径流动的缺陷,物理意义明确,且符合电力系统的实际情况.IEEE 39节点测试系统仿真结果验证了评估方法的正确性与合理性     

计及动能注入介数的线路暂态脆弱性快速评估

提出基于故障切除后极短时间的转子动能与支路势能2类信息的输电线路暂态脆弱性评估方法.通过带阻抗权重介数扁发式地提取动能拓扑分布,将支路势能和动能介数归一化后的和定义为暂态脆弱度量,衍生出相对指标和综合指标,分别定量反映单一故障和故障集下线路暂态受扰程度,并进一步提出局部网络脆弱指标.通过复杂网络理论计算暂态动能注入效应,避免了传统方法中对增广网络支路势能极值拐点的求取,节省了时域仿真时间.结合势能界面法预警扫描,建立完整的电网暂态脆弱性快速评估流程,所提算法适用于调度监测、割集分析、解列模式预测等.     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法.该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度.根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度.上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集.对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标.通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性.     

基于电网状态与结构的综合脆弱评估模型

系统规模的不断扩大及元件的日益复杂,使得电网安全问题成为关注焦点。在已有脆弱性 研究基础上,给出了状态脆弱性及结构脆弱性的准确定义及新评估模型;提出了结合两脆弱因子的 评估思想,即在考虑元件运行状态的同时,兼顾其网络结构特性,由此建立了可基于不同运行状态 变量以获取不同脆弱评估目的与结果的评估模型通式。算例结果表明所提出的模型可基于不同状 态变量对电网进行脆弱性评估,且对电网中的薄弱环节有较好的辨识能力及较高的辨识精度,可为 电网脆弱性评估及电网运行维护提供参考,验证了模型的合理性及有效性。     

加权拓扑模型下的小世界电网脆弱性评估

电网连锁故障机理研究是目前的热点,该文构造基于线路电抗的加权电网拓扑模型,提出计算加权电网平均距离的算法,改进基于节点负荷平衡的连锁故障动态模型,并提出新的电网脆弱性评估指标。在实际电网上验证加权电网拓扑模型和故障模型的合理性。对电网加权模型分析表明,电网的加权模型不仅保持了小世界特性,在反映节点重要程度和实际电力系统运行状态等方面都优于无权模型;在改进的故障模型上的仿真结果表明,小世界电网对关键节点的依赖性远大于对普通节点的依赖性,外界影响因素不能从根本上改变其本身固有的结构脆弱性,合理安排电网的结构将更有助于增加电网的可靠性水平和稳定性水平。     

基于电气介数的电力系统脆弱性分析

复杂系统脆弱性分析是现代社会的重要研究议题.近来,复杂网络理论也开始应用于电力系统的结构脆弱性分析.但是,一个纯粹的拓扑方法不能深刻表达电力系统的特性.因此,本文从复杂网络的概念出发,定义了表征网络电气特征的电气介数,该参数考虑了功率的分布和极限等电力系统的具体特征.通过比较IEEE39节点系统在遭受攻击后的传统介数和...     

基于电流介数的电力系统脆弱性评估

为了在电网发生大停电事故时有效识别故障方向,文章基于基尔霍夫定律,提出了线路的电流介数指标。该指标是在输电网中潮流有向的沿所有可能路径传输的模型下建立的,同时考虑了线路可通过的最大电流值及网络的拓扑特点,与电气介数相比该指标更能体现实际电网的特点。通过对IEEE-39节点系统在不同攻击后最大传输能力的差异,表明了电流介数指标的正确性与合理性。     

电网的脆弱性评价方法综述

阐述了电网的脆弱性评价对探讨连锁故障发生机理和电力系统安全性研究的重要意义,针对电网的脆弱性评价问题,分析了近几年国内外提出的几种方法的特点和不足,得出目前存在的评价方法多数只针对于电网某一方面或某两方面的特性进行脆弱性评价,评价的结果是片面的,结合电网的多方面特性如何进行综合、全面的脆弱性评价已成为该领域的研究热点。