电力系统连锁故障评估综述

比较全面地对系统连锁故障发生、演化机理以及预防措施进行了综述。首先阐述了连锁故障发生原因和产生机理;其次从系统宏观和微观物理特性的角度将故障模型分为基于复杂网络理论和基于电力系统理论两大类。对连锁故障模型进行详细分析,给出了不同模型的实现方式以及存在的缺陷,并进一步指出了由于电网所具有的存在复杂性和演化复杂性,使得准确对连锁故障的演化机理进行研究存在较大困难。最后提出了预防及缓解大停电事件的有效方法和途径。     

复杂电网连锁故障模型评述

在复杂电网中,由微小扰动触发的电力系统连锁故障会导致电网大面积崩溃的灾难性后果,对连锁故障的理论建模是研究复杂网络连锁故障的基础和关键.文章在探讨电网连锁故障机理的基础上,分别从电力系统角度和复杂网络理论角度介绍和评述了已有电网连锁故障模型,分析了预防和控制连锁故障的几种可行方法,指出在进行连锁故障的预防分析时,对网络脆弱性的分析与评估是关键,而对故障传播的控制,多智能体系统可能是一条有效途径;并指出了今后值得注意的几个研究方向.     

基于复杂网络的电网连锁故障模型研究综述

电网连锁故障建模可以有效地分析复杂电网连锁故障的动力学行为及故障传播机理。文中从复杂网络理论角度总结了现有的电网连锁故障模型,以及近年来的研究发展状况,详细介绍了相隔中心性模型、Motter-Lai模型、有效性能模型、加权网络模型、时变模型等模型的建立过程及其在电网连锁故障机理研究中的应用。最后,在讨论了这些模型局限性的基础上,提出了复杂网络理论在智能电网建模研究中应用的发展方向。     

复杂电力系统连锁故障的风险评估

电力系统中的连锁故障是一种发生概率低但后果严重的事故,严重的连锁故障可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。文章提出了一种复杂电力系统连锁故障的风险评估方法,模拟连锁故障的一般发展过程,将事故发生概率及后果联系起来,提出了量化的风险指标,能发现系统运行中更深层次的问题,暴露安全隐患。以此为基础开发了基于风险理论的电力系统连锁故障风险评估软件,并以美国东北部 NPCC 48机测试系统为例验证了该方法的先进性和有效性。     

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.     

基于改进渗流理论的信息物理融合电力系统连锁故障模型

基于改进渗流理论,提出了考虑物理层电网潮流分析与信息层延时的信息物理融合电力系统连锁故障模型。将连锁故障的动态发展描述为故障在信息层、物理层交替传播扩大的多阶段过程,在分析故障在物理层传播的阶段中考虑物理层电网潮流,在脆弱度指标中综合拓扑完整度、信息层延时增量及物理层实际运行指标。对信息层、物理层不同对应依靠策略及节点攻击策略的连锁故障建模仿真表明拓扑中心度对应依靠策略呈现较低的脆弱度;物理层分区设立分布式控制中心与集中式控制中心的结构相比,能提高连锁故障发展中信息层的运行实时性。同时,节点蓄意攻击相比于随机攻击能造成发展更迅速,影响范围更广的连锁故障。     

电力系统连锁故障的关联模型

分析了目前电力系统连锁故障模型的不足,并根据连锁故障的特征,提出了连锁故障的关联模型。该模型通过定义连锁故障环节和环节之间的关联度函数,来描述连锁故障过程中各故障元件之间的相关性,并通过分析关联度函数的影响因素,确定不同因素组合下,关联度函数的具体形式。电力系统连锁故障关联模型不仅能实时反映连锁故障环节之间的相关性,而且能快速预测连锁故障的发展方向,并提供故障过程中的影响因素分析,为连锁故障的预防和控制决策提供参考依据。最后,以IEEE 39节点系统和实际电网为例,验证了该模型对电力系统连锁故障分析的正确性和有效性。     

基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。     

基于有向权重图和复杂网络理论的大型电力系统脆弱性评估

提出一种基于有向权重图和复杂网络理论大型电力系统脆弱性评估算法,构建了电网各元件的模型,将系统中各母线而不是传统的变电站定义为网络中的节点;考虑功率在电网中的流动方向,同时计及各元件承受功率扰动的能力,将电网等效为一个有向权重图.基于所建立的模型,对电网采用2种方式进行攻击:随机攻击和蓄意攻击,分析电网在各种攻击下承受扰动的能力,指出了电网中的薄弱节点、薄弱线路.利用所提的方法分析了电力系统在连锁故障下的抗毁性.将该算法应用在中国某一区域电网,取得了较好的效果,验证了算法的有效性.     

电力系统连锁故障预测初探

近年来,连锁故障已成为引发电力系统大范围停电事故的重要诱因,有效预测可能出现的后续故障对于预防大停电事故的发生具有重要的研究价值。文章在深入分析连锁故障初期演变规律的基础上,提出了一种可进行后续故障预测的方法,它可有效计及前后故障之间的相互影响和连锁故障的累积效应,快速预测可能出现的后续故障。文中所作研究是为寻求预防大停电事故的有效方法的有益尝试。     

电力系统有功校正控制的网络规划法

本文建立了适合于电力系统有功校正控制的网络模型.该模型可使安全约束在求解过程中自动得到满足,并且校正后的潮流分布为满足克希霍夫电流、电压定律可实现的潮流.计算结果表明,与精确AC潮流的计算结果相比较,误差不超过±5%,满足工程要求.该计算方法具有速度快、可靠收敛的优点,适用于在线应用.     

基于关键线路识别的电力系统连锁故障风险评估模型

针对现有模型的不足,提出了一种新的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型从元件过负荷、继电保护隐性故障2个方面定义了连锁故障概率:以故障发展过程中出现的母线低电压、线路过负荷、电力系统失负荷来衡量连锁故障带来的后果。在不违背连锁故障发生机理的前提下,将支路的结构传输重要度与反映电网实时运行状况的线路故障发生概率相结合,给出了连锁故障中关键线路识别的重要判据,根据关键线路排序结果合理选择下一个故障环节,加快了连锁故障模式搜索速度。最后对IEEE 10机39节点系统进行仿真,仿真结果证明了本文方法的有效性。     

基于复杂事件处理技术的连锁故障诊断

连锁故障难以预测,如果能在连锁故障过程的初期,诊断或辨识出连锁故障的开始,将有助于阻止或削弱故障的进一步发展.为此,文中将复杂事件处理技术应用于连锁故障的辨识,建立了分层的复杂事件处理和关联分析模型.针对连锁故障典型模式和初始阶段触发保护隐藏故障这2种连锁故障模式,对连锁故障初始阶段的相继故障事件进行了时间、空间以及电气的关联聚合分析,建立了事件之间不同的关联规则.算例分析结果表明该方法实用有效.     

复杂电网连锁故障的GSPN模型研究

在探讨了Petri网理论和复杂电网连锁故障机理的基础上,提出一种基于广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Net,GSPN)的电网连锁故障模型.围绕了负荷这一影响连锁故障发生和传播的最重要物理量,结合故障发生的概率,对连锁故障的发生机理和传播过程进行了理论分析和系统建模.该模型很好地模拟了传输线因过负荷发生故障的场景,不但反应各个传输线之间的相互作用,还反应了过负荷情况下负荷的再分配.通过对BPA九节点系统进行建模分析,验证了所提出的GSPN方法的可行性.     

复杂电网连锁故障的GSPN模型研究

在探讨了Petri网理论和复杂电网连锁故障机理的基础上,提出一种基于广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Net,GSPN)的电网连锁故障模型.围绕了负荷这一影响连锁故障发生和传播的最重要物理量,结合故障发生的概率,对连锁故障的发生机理和传播过程进行了理论分析和系统建模.该模型...     

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。     

复杂电网连锁故障预测

分析近年来发生的连锁故障案例得出:故障过程中常伴随母线低电压和线路过载问题,且它们对事故发展起到关键的推动作用。针对这一特性,提出一种连锁故障预测方法,在事故发生后计算系统潮流以判断节点电压波动及线路的过负荷情况并依判据切除相应元件,预测出连锁故障的序列事件,为事故对策做好准备,从而有利于减小大停电发生事件概率,缩小事故影响范围。     

基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型

提出了一种改进的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型综合考虑了线路故障概率的泊松分布特性以及实时潮流大小的影响,给出了线路停运概率的直线分段拟合计算方法。通过分析连锁故障对供电方和用电方的双重影响,采用母线低电压、潮流相对转移量、系统相对失负荷量作为连锁故障的后果评估函数。所提算法在连锁故障的某一环节选定后,利用有功增加因子先识别剩余网络中相对于该故障环节的输电断面,再在输电断面所含支路中选择下一故障环节,避免了全网遍历搜索。最后对IEEE 39节点系统进行了仿真分析,证明了该方法的有效性。     

电力系统连锁故障研究综述

大停电事故的发生、发展过程通常表现为连锁故障,如何应对灾难性连锁故障、提高电力系统可靠性是目前电力系统运行与发展的主要任务之一。分析多重故障、相继故障和连锁故障的特点关系,对连锁故障进行定义。分析连锁故障的主导模式及其特点,包括过载主导型、配合主导型和结构主导型,并将大停电事故按照连锁故障机理进行分类。总结归纳连锁故障模型和控制的研究现状,提出电力系统在连锁故障仿真、连锁故障预测和连锁故障控制方面需要进一步突破的关键技术问题。