基于小世界拓扑模型的大型电网脆弱性评估算法

应用小世界网络理论研究电网中大规模连锁故障传播的内在机理,对寻找电网本身固有的脆弱性并提出有针对性的增强措施具有重要意义.文中提出了基于小世界拓扑模型的大型电网脆弱性评估的综合算法,并对电网的拓扑建模、基本特征参数的统计以及故障模拟与脆弱性评估等各部分的独立算法进行了设计,从而形成了具有良好扩展性、便于对大型电网自身结构脆弱性及大规模连锁故障机理进行深入研究的综合算法.将该算法应用在多个实际电网中,取得了较好效果,从而证实了该算法的有效性.     

基于可靠性加权拓扑模型下的电网脆弱性评估模型

在考虑元件可靠性参数的同时,结合复杂网络理论的结构分析,对电网的脆弱强度进行评估。提出了基于元件可靠性参数的加权电网拓扑模型;给出了加权后相应复杂网络参数的定义与计算方法及考虑经济性的结构脆弱后评估新指标;由此,提出了结合参数脆弱性与结构脆弱性的电网脆弱性评估模型。算例结果表明所提模型有效克服了考察角度单一的弊端,在保持了复杂网络理论对结构脆弱性有较好辨识能力的基础上,对电网薄弱环节进行准确定位,提高了脆弱辨识精度,可为电网安全运行维护及改造提供参考,验证了模型的合理性及有效性。     

基于保护脆弱度加权拓扑模型下的电网脆弱性评估

电网中存在的某些脆弱环节对系统大停电事故有着重要的影响。为了有效辨识出这些脆弱环节,提出了基于保护脆弱度加权拓扑模型下的脆弱性评估方法。定义了保护配合度、保护故障严重度和保护脆弱度,并以此提出了单元保护脆弱强度的概念,量化了保护装置的脆弱度对电网中单元脆弱性的贡献程度;建立了基于保护脆弱度的拓扑模型,并给出了加权后相应复杂网络参数的定义;由此,提出了结合单元保护脆弱强度与介数的电网脆弱性评估方法。算例结果验证了所提方法在保持复杂网络理论对结构脆弱性有较好辨识效果的基础上,有效地计及了保护装置脆弱性因素对电网脆弱性的影响,提高了脆弱辨识效果和精度,表明该方法简单有效,具有一定的应用前景。     

基于连锁故障序列分析的电网脆弱性评估

电力系统的脆弱环节与连锁故障有着密切的联系,同时也是动态监测和控制的重要依据。为了有效地辨识出系统的脆弱环节,提出了基于不确定多属性决策理论的连锁故障搜索及电网脆弱性评估的新方法。首先,根据支路与支路保护之间的故障关系,建立了初始故障事件集,并计及各种引发连锁故障的因素形成实时条件下的决策矩阵,运用基于信息熵的多属性决策方法对初始故障事件进行排序,通过与设定的门槛值进行比较筛选出合适的初始故障事件;其次,基于改进的支路运行可靠性模型对后续故障进行搜索;最后,利用脆弱度函数对故障序列、节点及整个系统进行脆弱性评估。算例结果分析表明该方法具有良好的应用前景。     

基于小世界加权拓扑模型的配电网接地故障选线研究

为解决传统的利用电气特征量进行接地选线存在的诸多问题,提出了基于小世界加权拓扑模型的配电网接地选线新方法。首先,对一单母线的10 kV配电网进行了小世界建模,计算得到了相同线路发生不同接地故障的特征参数,所得的特征参数可以显著地区分不同类型的接地故障。然后建立了不同线路发生相同接地故障的小世界加权拓扑模型,根据线路的长度设定了权值,并计算得到不同线路发生接地故障时的加权平均距离。模拟实验结果表明,越长的线路发生接地故障后其加权平均距离越小,因此可将加权平均距离作为接地故障选线的判据。在同一条线路发生高阻接地相较于金属性接地来说,加权平均距离明显降低,这反映了高阻接地因增大了零序回路的阻抗,而导致了故障传播深度的减小。     

中美电网的小世界拓扑模型比较分析

近来,世界范围内接二连三地发生大规模电网停电事故,引起人们对电网可靠性的高度关注.文中从电网拓扑统计特性入手,在深入讨论小世界网络模型后,对美国西部电网和中国北方互联电网进行比较分析,得出中、美两国的大区电网都属于小世界网络的结论.在此基础上,定性分析电网的小世界特性对级联故障传播的影响.     

小世界网络下电网连锁故障预测

电网连锁故障可能导致大规模停电等严重后果,小世界网络是复杂网络理论中重要网络模型之一.该文首先提出了基于小世界网络构建合理的拓扑模型,建立预测连锁故障优先级的方法.其次,构造了建立在物理特性、电气参数、功率损耗等因素基础上的加权电气介数,结合完整的支路静态能量函数模型,建立了映射潮流变化的能量指标.再次,提出了反映电网发生故障后小世界网络模型的状态和结构变化的综合性裕度指标预测连锁故障.最后,将该算法在IEEE-57母线系统中进行算例分析,仿真结果表明所提预测方法能够快速、准确地搜索出较严重的连锁故障模式集,验证了该方法的合理性、有效性.     

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。     

基于潮流熵的电网连锁故障传播元件的脆弱性评估

为研究电网连锁故障机理,同时判别出连锁故障传播过程中的关键脆弱元件,从熵的基本原理出发,结合过负荷与断线扰动下潮流的分布特性,提出了基于潮流熵的脆弱元件评估模型。通过对新英格兰10机39节点系统的模拟计算,节点单位过负荷扰动下,节点的潮流分布熵越小,越容易导致系统支路越限,节点越脆弱;支路受"发电机—负荷"节点对的潮流冲击越大、支路潮流转移熵越小,支路越脆弱,在连锁故障中起到关键传播作用;与基于介数、风险等方法的脆弱元件判别结果相比,基于潮流熵的脆弱元件评估模型物理意义明确,计算速度快,脆弱元件集符合实际情况。     

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。     

小世界电网的连锁故障传播机理分析

随着复杂网络理论的发展,特别是电网的小世界特性的发现,电网的复杂结构特性对故障连锁反应的影响越来越受到关注。文中以复杂网络科学理论为基础,考察了小世界电网中节点的非均质特性,提出多种故障模式和故障指标,重点分析了连锁故障在小世界电网中传播的内在机理,并提出改善小世界电网承受故障能力的有效措施。对实际电网的拓扑特性研究和故障仿真结果表明:小世界电网本身的结构脆弱性是造成大规模连锁故障迅速蔓延的根本原因,外界因素不能从根本上改变这个弱点,改善电网资源配置、尽可能避免负荷分布的极不均匀性对预防大规模连锁故障和提高电网的可靠性将更有意义。     

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...     

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。     

基于能量函数法的电网脆弱性评估

传统确定性电力系统安全评估方法难以考虑电力系统的随机性,难以实时、定量和直观地提供电网安全健康状态的诊断信息。文章引入了电网脆弱性的概念,拓展了传统的电力系统安全性概念,并考虑预想事故发生的概率,采用暂态能量函数法从暂态安全角度定量评估了电力系统的脆弱性,给出了电力系统的脆弱性指标和阈值。算例分析结果表明该方法在保证安全分析结果正确性的同时节省了机时,验证了该方法的合理性与有效性。     

基于RBF神经网络的电网脆弱性评估及其趋势估计

本文建立了分层网状拓扑结构下的电网脆弱性评价体系,针对该体系提出了基于径向基函数（radial basis function,RBF）神经网络的电网脆弱性评估方法。将电网综合脆弱性分为状态脆弱性和结构脆弱性,并与相应的子指标构成脆弱性网状评价体系,同时以高斯（Gauss）函数作为RBF神经网络函数的核函数解决指标间的非线性问题。通过MATLAB中的RBF神经网络函数对IEEE14母线系统计算分析,验证了该方法的全面性与有效性。最后,针对节点多个测量周期的脆弱性测度建立自回归（auto regression,AR）模型,通过判定AR模型的差分方程稳定性,分析了节点脆弱性测度的发展趋势。