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.     

考虑电网运行状态和结构关联的连锁故障序列预测

针对传统连锁故障考虑因素单一的不足,该文提出一种综合考虑电网运行状态和网络结构的连锁故障预测方法。首先,根据系统运行状态,建立潮流相关的线路故障概率模型和基于Markov方法的隐性故障模型;其次,基于复杂网络理论,提出网络电气结构和保护关联区间,建立故障级间的结构关联模型;最后,兼顾故障后系统运行状态和网络结构的变化,提出连锁故障预测方法,从而辨识出最易受初始扰动影响的下级故障及其影响范围,使预测结果更加符合电网实际运行情况。基于IEEE 30节点系统仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

基于最优负荷削减的小世界电网连锁故障模拟

现有小世界电网连锁故障模型中,故障严重程度的评价指标不能很好地考虑故障后系统运行情况,且计算方法过于简化,为此,提出以最小失负荷百分比作为连锁故障发生后评价故障严重程度的指标,并运用基于直流潮流的负荷削减最优化模型计算最小失负荷量,从而对基于节点电气介数的连锁故障模型的模拟过程进行改进.系统受到攻击后,该方法通过重新调度系统中的发电功率来消除系统约束违限,在无法避免负荷削减时使负荷削减量最小.算例结果验证了该方法的有效性     

电网连锁故障问题及其分析

对连锁故障的危害进行了论述,结合引起连锁故障的相关因素,针对多重故障的连锁问题进行了具体的分析.     

交直流电网连锁故障研究现状与展望

综述了国内外对连锁故障机理和连锁故障模型的研究现状,分析了高压直流输电系统接入传统电网所带来的影响,讨论了已有连锁故障机理和模型在交直流电网的适用性以及存在的问题。在此基础上,从深入探索交直流电网连锁故障机理、建立更符合交直流电网实际的连锁故障模型、搭建精确高效的连锁故障仿真平台和制定交直流电网连锁故障预防策略4个方面展望了未来研究方向。     

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。     

考虑元件重要度和故障概率影响因素的连锁故障预测

为了更好体现系统实时状态和元件重要程度,提出了一种连锁故障预测新方法。首先建立了考虑功率传输累计效应的线路故障概率模型,并将天气和修复过程对故障概率的影响引入该模型;其次,将支路势能函数引入熵理论,确定了计及能量冲击影响的支路重要程度;最后,构建了反映电网状态变化和元件重要度的连锁故障综合预测指标,并通过在IEEE30系统上进行仿真。仿真结果验证了所提模型及方法的有效性。     

基于运行可靠性和结构重要度的连锁故障预测

基于运行可靠性理论和多属性决策理论,综合考虑当前系统运行状态和线路重要程度的基础上,提出了一种反映电网状态变化和结构变化的连锁故障预测方法。此方法引入考虑了外界环境因素的线路综合停运概率模型确定线路故障概率,并结合线路结构重要度构建了连锁故障综合预测指标。采用离差最大化的灰色关联度算法综合考虑线路结构重要度。通过对IEEE30系统仿真,搜索出了较严重的连锁故障模式,验证了该方法的有效性。     

计及电网结构和运行状态的连锁故障关键线路识别

电网关键线路对连锁故障的发展起到推波助澜的作用。本文提出了一种综合计及电网结构和运行状态的识别方法。利用线路介数量化线路在电网结构中的关键程度;基于风险理论和可信性理论,求取线路断开后给系统带来的风险,得到线路在运行状态上的关键程度。最后提出了考虑结构和运行状态的综合关键指标,用以识别关键线路。对IEEE-RTS 24节点系统仿真,证明了本文方法能够有效识别出对大停电产生重要影响的一系列关键线路。     

考虑不确定性故障的节点综合脆弱性评估

电力系统脆弱性评估,可筛选出系统潜在薄弱环节,是防范和减少电力系统停电事故的基础性工作。综合考虑能量裕度和灵敏度建立节点的状态脆弱性指标;提出脆弱性风险因子表征节点承受故障扰动的能力;考虑节点的网络拓扑参数,基于电气介数建立节点的结构脆弱性指标。综合考虑节点的运行状态、不确定性故障因素和结构属性,建立节点的综合脆弱性评估模型,该模型克服了传统脆弱性评估方法没有考虑不确定性故障因素的不足。对IEEE-30标准母线系统的仿真分析,验证了所提评估方法的合理性。     

基于运行状态和网络结构的节点综合脆弱性评估

电力系统脆弱性,作为安全性和稳定性的拓展和延伸,研究意义重大。基于节点的实时运行状态,运用能量函数模型建立状态脆弱性评估指标。考虑节点的网络参数,采用电气介数模型建立结构脆弱性评估指标。兼顾状态和结构特性,提出综合脆弱性评估指标,准确定位系统中的薄弱节点。通过对IEEE-30母线系统的仿真分析,验证了所提指标的可行性和实用性。     

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...     

基于预防-紧急协调控制的大电网连锁故障防御策略

电网结构和运行方式的复杂性日益增加,源发故障引发大停电事故的概率随之加大。基于过载主导型连锁故障的传播机理和时间特性分析,兼顾调度人员对连锁故障后果的可承受性,建立了基于预防-紧急协调控制的大电网连锁故障防御模型,引入协调因子将控制压力分解到连锁故障发生前/后,以预防控制优化系统的初始运行状态,在考虑发电机可调度潜力的基础上以紧急控制配合必要的切机/切负荷手段,实现对连锁故障蔓延的抑制。IEEE 39节点系统的算例分析结果表明,所提协调控制模型可以充分发挥预防控制和紧急控制的互补特性,兼顾连锁故障后果可承受度约束和经济性要求,对连锁故障进行全过程防御。     

基于脆性风险熵的电力系统连锁故障预测

为研究电力系统连锁故障机理并对连锁故障传播路径进行辨识,从复杂系统的脆性角度出发,提出了线路之间脆性风险熵的计算方法,选择与故障线路脆性风险熵较大的线路作为下一级故障线路,提出了基于脆性风险熵的电力系统连锁故障预测模型。连锁故障的实质是电力系统中脆性源被激发后的脆性传播过程,随着故障的传播,元件间脆性风险熵呈增长趋势。新英格兰39节点系统的仿真结果表明,脆性风险熵的变化趋势可以为运行人员制定防御策略提供量化参考。     

电网连锁故障的事故链模型

连锁故障是诱发电网大面积停电事故的主要原因之一.事故链可以恰当地表征连锁故障的特征.建立基于事故链的电网连锁故障模型,是实施连锁故障预测、预控的基础,对防止发生大停电事故具有重要意义.文中充分考虑连锁故障过程中的主要影响因素,利用现有PSASP等分析工具,建立用于监控的连锁故障的事故链模型.根据事故链与连锁故障的关系,提出将故障选择限制在供电路径上,从而有效降低了计算工作量;利用连锁故障的事故链模型,可以采用安全科学的相关方法实现连锁故障的监视和预控.对江西电网的实际应用表明,该方法对分析区域性大停电或电厂全停事故非常有效,并已在电网规划中得到应用.     

基于容量介数指标的电网脆弱线路识别

提出关于线路容量的介数指标和网络效能指标,来识别电网脆弱线路,进而研究大电网发生连锁故障的传播机理。该方法不仅强调了电网拓扑结构对连锁故障传播的影响,还考虑传输线路的容量和网络效能指标,弥补了拓扑介数指标只考虑电网结构,没有结合电气参数的不足,因此能更好地揭示电网的脆弱环节。通过对IEEE39节点系统计算并与以往研究成果进行对比。研究表明电网中负荷较重且处在重要传输通道上的线路较脆弱,如果这些线路受到攻击很可能引起大停电事故。     

智能电网中信息网与物理电网间连锁故障的防御策略

为预防智能电网的连锁故障,改善电网运行安全性,从复杂系统视角建立连锁故障模型,以研究智能电网在其相互依存边受到目的攻击和防御时的鲁棒特性;并在此基础上运用生成函数理论和渗流理论研究了其连锁故障过程。仿真结果与理论分析相符。进一步的讨论指出,通过提高网络连接密度、减小幂律指数使其分布在2~3范围内、增大防御指数保护核心节点对之间的相互依存边等方法,可以有效增强智能电网的鲁棒性。     

计及冲击风险及分布熵的电网连锁故障预测

电网连锁故障预测有利于预防大停电事故的发生。为了弥补现有电网连锁故障预测中未计及线路故障退出运行后系统均匀性的不足,提出了计及电网故障过程中的冲击风险及故障后电网均匀状态的电网连锁故障预测方法。考虑节点关联度,引入电压波动熵的概念,用以准确描述关键线路退出后电网的电压波动情况;运用熵理论,对断线后电网电压分布和有功分布进行分析,克服了以往连锁故障预测未计及电网均匀性的缺陷。采用离差最大化灰色关联,综合考虑线路自身重要性、冲击风险指标以及分布熵指标。通过RTS-79系统仿真,得出了风险值较高的连锁故障链,结果证明该模型实际有效。     

基于脆弱线路辨识的电网连锁故障严重路径快速搜索

为在保证搜索精度的同时进一步提升搜索效率,基于电网动态特性,在脆弱线路辨识的基础上,提出一种连锁故障严重故障路径快速搜索方法。该方法首先采用改进K核法,从而实现脆弱线路辨识;其次,将连锁故障前两级指定为脆弱线路,使连锁故障模拟过程向负荷损失较大的方向发展,从而提升严重故障路径搜索效率。以IEEE-39节点系统为算例进行仿真,结果验证了所提方法的高效性。