湖南电网故障的统计特性分析

统计湖南输电网故障记录数据,发现该电网故障具有幂律分布特性。针对故障原因分析表明,极端恶劣天气导致的电网故障频发现象,是湖南电网故障具有幂律分布的根本原因。     

濮阳配电网故障的自组织临界性及其诱因

提取了濮阳配电网故障信息,故障分析结果表明其在时域上具有明显的长程自相关性和幂律分布特性,因此濮阳配电网故障具有自组织临界性。天气因素对电网故障影响较大,分析濮阳配电网故障原因后发现,大气系统中降水现象的自组织临界性是该地区配电网故障自组织临界性的决定因素。     

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。     

电网停电事故的自组织临界性及其极值分析

对复杂电力系统灾变以及电网发生连锁性大停电事故机理的研究表明,自组织临界性是电网停电事故的特征。极值理论主要以极值为研究对象,传统上被用来预测海啸、地震、洪水等自然灾害。文中将极值理论应用于电网停电事故的自组织临界性的研究中,在电网停电事故的标度一频度幂律分布特征下,证明了停电事故发生规模的极值分布为极限收敛于Ⅰ型渐近分布。利用计算公式以东北及西北电网的停电事故为例,进行了初步的计算分析。     

基于相对值法的区域电网停电事故自组织特性分析

考虑到电网的规模处于不断增长的过程中,给出了用电网总装机容量对损失负荷取相对值,来分析电网停电事故自组织临界特性的方法。通过对东北、西北电网1981—2002年和1981—2010年2个时间段内停电事故数据相对值的分析,不同历史时段的大规模停电事故服从幂律分布,进一步证明了中国区域电网具有自组织临界性的典型特征。该方法用于事故损失数据处理后,排除了电网随时间生长对自组织临界特性的影响因素,便于以事故损失数据对电网危险程度进行分级,同时还可以对不同规模的电网事故数据进行横向比较,得出的宏观结果可以供电网的调度运行及规划部门参考。     

基于模糊元胞自动机的电网连锁故障控制策略

为了减小电网连锁故障发生的频率及规模,考虑初始故障后元件及电网运行状态的变化和故障传递程度,结合模糊理论和元胞自动机理论构造基于模糊元胞自动机的电网故障模型,并基于潮流传输原理提出连锁故障演化过程中减少停电事故的切负荷控制规则和无功补偿控制规则,进而确定控制策略使用的时间、位置及调整量。基于IEEE 39节点系统进行停电事故仿真,仿真结果显示,采用控制策略后,电网承受100次故障的天数由4300 d增加到7000 d,同时一定次数的电网事故中产生较大损失负荷的故障次数明显减少,提高了电网的稳定性。     

考虑电网拓扑演化的连锁故障模型

针对OPA模型及其现有改进模型中未考虑电网拓扑演化的问题,提出了一种考虑电网拓扑 演化的连锁故障模型。该模型结合OPA模型和电网拓扑的时空演化模型,OPA模型用以模拟负 荷增长、线路改造等电网的演化过程和由于线路开断引起的连锁故障,时空演化模型用以模拟电网 的拓扑演化。基于改进后的OPA模型分析了不同的演化参数对电网连锁故障的影响,仿真结果 表明,中国北方电网与美国西部电网相比,小规模故障概率较大而大规模停电概率较小。本模型为 研究不同的电网规划方案和参数在较长时间尺度上对电网演化的影响提供了一种途径。     

计及恶劣天气因素的复杂电网连锁故障事故链模型

恶劣天气条件下电网各元件发生故障的机率明显增加,加大了电网恶性事故发生的概率。通过电网自组织临界态的演化与事故链各环节发展的对比,指出事故链可以作为表征电网自组织临界态进程的有效工具。在传统电网事故链模型基础之上,基于自组织临界理论,建立计及恶劣天气因素的复杂电网连锁故障事故链模型及其仿真算法,以事故链的形式仿真电网自临界状态演化进程中潜在的连锁故障传播途径,为运行方式制订人员甄别恶劣天气下电网危险环节提供重要依据。对河南电网的实例分析,证明了所提出模型的有效性和可行性。     

基于直流潮流的电力系统停电分布及自组织临界性分析

基于利用直流潮流模拟电力系统连锁故障的OPA模型,研究了电力系统线路可靠性、线路容量增加方式以及负荷波动对复杂电力系统停电分布的影响和电力系统的自组织临界性。结果表明:输电线路可靠性和小的负荷波动对停电分布影响不大,而大的负荷波动对停电分布影响很大,可能导致连锁故障的发生;加强传输线路的建设可以有效减少停电频率,进而降低系统的运行风险;此外,可从系统总负荷需求和网络总传输容量比值的角度初步揭示电力系统的自组织临界性。     

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。     

电网大停电自组织临界性的概率统计分析法

针对复杂电力系统的自组织临界性特点,基于概率统计基本理论,利用极值分布的最大吸引场定理提出一种分析电网连锁故障大停电事故的有效方法。首先给出了衡量连锁故障大停电事故规模的指标及其选择依据和计算方法;然后通过定义连锁故障的分布函数计算出连锁故障发生的规模和概率。文章指出电网连锁大停电事故的发生与所研究的时间范围和故障规模有关,因此可以根据研究年限和故障规模来预测连锁故障发生的频率。对华北电网连锁故障大停电事故的历史数据进行了分析计算,结果表明了本文方法的有效性。     

外部风险源作用下电力系统自组织临界性分析

为了明晰电力系统大停电的内部风险源和外部风险源,讨论了全球变暖、地质灾害等外部风险源对电力系统发、输、配等环节稳定性的危害.通过对北美电网停电数据、地震灾害电网损坏数据的统计,得出全球变暖等外部风险源引发故障集中爆发是导致大停电事故的首要原因.分析了配电网故障数据,结果表明在强降水等极端事故下,配电网故障集中爆发是大停电损失负荷具有自组织临界性的重要原因.     

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。     

基于异质元胞自动机的电网停电机理仿真模型

为研究互联电网大停电的机理,提出了异质元胞自动机模型并将其用于模拟互联电网。首先,定义了元胞、同质邻居元胞、异质邻居元胞、元胞自动机模型、元胞自动机状态及故障传递规则;其次,将区域电网用元胞自动机进行模拟,并考虑不同区域电网之间的相互影响,建立了异质元胞自动机模型;随后,在电网受到大扰动和小扰动的情况下,利用异质元胞自动机模型对分区后的IEEE 118节点系统进行停电事故仿真,仿真结果表明各区域电网和整体电网大停电事故的标度-频度满足幂律分布,验证了此模型的可行性;最后,将异质元胞自动机模型与元胞自动机模型进行对比,并结合电网实际数据,结果表明此模型能更好地模拟互联电网大停电事故。