基于系统与元件动态交互量化分析的电力系统连锁故障事故链识别方法

针对现有的连锁故障事故链搜索方法一般只考虑线路的过负荷保护或确定性模拟保护控制的动作等不足,提出了基于系统与元件动态交互量化分析的电力系统连锁故障事故链识别方法。该方法基于事故链模型,提出关键元件保护控制动作评估指标,用于量化关键元件保护控制的动作情况。进一步根据该指标计算临界情况下关键元件保护控制的动作概率,确定连锁故障事故链的后续事件。最后,基于风险指标筛选高风险连锁故障事故链。对2017夏高峰负荷情况下的某实际电网进行仿真,结果验证了所提方法的可靠性和有效性。     

基于事故链模型的电网关键线路辨识

确定电力系统中具有关键作用的线路对于避免连锁故障具有重要意义,为此,基于事故链模型提出了一种辨识电网中关键线路的方法。初始故障由系统负荷水平、线路故障率、线路负载率及关联系数等因素确定,使用事故概率重要度和设备在网络中的拓扑重要度作为事故链中间环节的预测,建立了基于事故链的连锁故障仿真模型。在事故链的风险评估基础上,考虑线路在事故链中位置、造成事故的严重程度等因素建立关键线路的重要度指标,通过该指标可以辨识对电力系统连锁故障产生重要影响的关键线路。以IEEE 39节点系统为算例,验证了该方法的有效性。该方法可以提高电网运行的可靠性,减少大停电事故的发生。     

基于输电线路脆弱性评估的连锁故障预防控制

针对电力系统中线路故障可能引起的连锁反应故障,提出一种基于线路脆弱性评估的连锁反应故障预防控制方法。考虑系统低电压、频率的变化以及潮流转移的严重度函数,以故障发生的可能性和严重性的乘积作为风险指标对事故链及输电线路进行风险评估,通过线路和事故链的风险指标对各输电线路进行脆弱性评估,以此来量化线路故障后对周围电网的影响以及发生连锁反应故障的风险。并基于优化潮流和原对偶内点算法建立了线路脆弱性的预防控制模型,通过对系统控制变量的优化,有效减小了线路脆弱性大小及发生连锁反应故障的风险,提高了系统运行的安全性。通过在IEEE14节点系统仿真验证了该方法的有效性。     

联合采用客观赋权和夹角度量法的电力系统关键线路辨识

准确识别电力系统中的关键线路并对其进行优先加固,对于减小大停电事故发生概率进而提高系统运行的安全性与可靠性具有重要意义。在此背景下,针对复杂的区域电力网络,基于其拓扑结构和运行特性,提出了辨识关键线路的5个指标,包括网络凝聚度变化率、网络生成树变化率、线路连接重要度、网络传输效能变化率和线路加权潮流介数。这些评价指标较为全面地考虑各种相关因素对关键线路辨识结果的影响,克服了单一评价指标的局限性。接着,采用CRITIC(criteria importance through intercriteria correlation)法来确定指标的客观权重,并利用熵权和肯德尔相关系数分别衡量指标内部的对比强度和指标之间的冲突性。然后,提出了采用夹角度量法的线路综合评价方法,以筛选出电力系统中的关键线路。最后,采用广东某区域电力系统验证了所提关键线路辨识方法的有效性。     

基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识

研究连锁故障发展机理以及辨识故障演化路径中的关键线路,对揭示电力系统薄弱环节、降低连锁故障风险具有重要意义。为此,文中提出一种基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识方法。首先,建立改进的基于直流潮流法的电力系统解列模拟器(DCSS)连锁故障仿真模型,配合随机化学(RC)法高效生成含详细时序信息的故障链集合;然后,以编辑距离为相似性指标实现对故障链的层次聚类,分类后的故障链集合不仅可以降低后续数据挖掘的难度,而且能够更加全面地识别出不同连锁故障演化模式中的薄弱环节;最后,以Matpower 2383节点系统为例,根据关键线路扩容后系统风险水平的下降程度评估各类算法所辨识线路的重要性。结果表明文中方法能更好降低系统连锁故障风险水平,证明了所提模型及算法的有效性。     

台风对电力系统连锁故障的影响分析

在分析连锁故障现有模型的基础上,在多时间尺度连锁故障预测模型中考虑台风对线路故障概率的动态影响,建立台风变化过程与连锁故障事故链的配合关系。考虑台风影响下的线路故障概率,构造初始故障集;结合天气因素、线路负载率和潮流波动率等因素构造关联性指标,利用聚类方法选取关联性指标高的线路作为下一级故障线路,模拟重载等因素引起的线路随机开断;将基于潮流追踪的切机切负荷与发电机调整相结合,用于线路一般过载的控制,并计算事故链的概率和风险;最后以IEEE 39节点系统为例,说明台风对系统关键线路和事故链的影响、基于潮流追踪的切机切负荷控制的作用和提高线路设计风速的可能性,并验证了所提模型和算法的合理性。     

基于连锁故障时空图的电网脆弱线路辨识

构建一种用于描述连锁故障时空传播特性的连锁故障时空图(cascadingfaultspace-timegraph,CFSTG),并基于CFSTG提出一种可以有效度量连锁故障传播深度和广度的电网脆弱线路分类识别方法。首先,基于前k个关联线路的组合开断操作,建立事故链搜索模型,搜索得到电网连锁故障的事故链集合,并根据中间环节预测指标及事故链风险值,将得到的所有事故链合并生成加权的连锁故障网络图。之后,根据电网结构的社团特性,对生成的连锁故障网络图进行空间分区,得到CFSTG。然后,以CFSTG中节点(即脆弱线路)的复杂网络度指标量化4类脆弱度,分类辨识易受区内故障影响的线路、易受区外故障影响的线路、易引发区内故障的线路和易引发区外故障的线路,并根据系统剩余负荷率及提出的连锁故障传播距离指标来量化脆弱线路对连锁故障传播深度和广度的影响。最后,以IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为算例验证所提方法的有效性。     

基于链接分析和潮流波动熵的电网关键线路快速辩识

确定连锁故障发生、发展中的关键线路对于预防大停电事故发生具有重要意义,为此在分析现有电网关键线路识别方法不足的基础上,基于链接分析中的Page Rank算法思路,提出考虑线路故障影响的改进Page Rank算法。首先基于N-1故障建立合适的关联度指标表示线路链接关系,构建初始相关性矩阵;其次定义基于潮流波动熵的线路故障影响综合评估指标;接着,在原有链接关系中增设虚拟节点形成扩展迭代矩阵,使迭代过程可以综合反映线路受其他线路故障的影响程度及该线路故障对系统的影响;最后给出基于事故链模型的线路风险重要度计算方法,用以验证上述方法的结果。以IEEE 39节点系统进行仿真,仿真结果验证了该方法的有效性和快速性。     

基于数据挖掘的电力系统网络安全漏洞识别方法

为提高网络安全漏洞识别结果准确率,设计一种基于数据挖掘技术的电力系统网络安全漏洞识别方法。使用数据挖掘技术中的SVM算法,对平面内离散点进行最优分类,以此实现电力系统网络安全数据分类;引进模糊均值FCM算法,对电力系统网络中呈现异常状态的数据进行聚类;选择评估指标,集成所有可以用于评估电力系统网络安全的指标,量化指标,评估网络安全态势,完成对网络安全漏洞的识别。设计对比试验,证明此次设计的基于数据挖掘技术的识别方法可以实现对电力系统网络安全漏洞的准确识别,为电力系统网络的安全运行提供全面的技术保障。     

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。     

考虑保护故障影响的电网关键线路辨识

电网中某些关键线路对大停电事故的发生有着重要的影响,且保护装置的不正确动作在其中起着推波助澜的作用。为了能够有效预防大停电事故的发生,本文提出一种计及保护装置不正确动作的电网关键线路辨识模型。从网络最大流的角度出发,提出一种节点结构重要度指标,该指标能够全面反映网络连接的结构特征,且克服了复杂网络模型中潮流仅按母线间最短路径流动的缺陷;为了能够有效反映电网实际情形,考虑保护的不正确动作,定义了支路保护脆弱度指标,该指标有效量化了保护故障对关键线路辨识的影响;提出了结合支路结构脆弱度与支路保护脆弱度的综合辨识模型。以IEEE 39节点系统作为测试算例,算例结果验证了本文所提模型的合理性与有效性。     

复杂电网级联事故下的重要线路辨识

实现电网级联事故中的关键输电线路准确辨识,对大范围的电力供应中断事故的预防及控制有着重要意义.首先,运用能量函数,结合直接法的建模思路,将事故过程中的潮流转移、电压波动等诸多复杂电气量变化统一至能量函数框架内,准确量化线路之间的能量关联关系,构造出适用于级联事故分析的复杂网络模型;然后,在PTDF网络能力的启发下,以上...     

基于FP-growth算法的大电网关键线路辨识方法

辨识出连锁故障发展过程中的关键线路,对采取有效的连锁故障抑制策略,保障电网安全稳定运行具有重要作用。提出一种基于FP-growth算法的大电网关键线路辨识方法。利用FP-growth算法对基于电网运行可靠性模型进行连锁故障模拟生成的连锁故障事故链集合进行数据挖掘,发掘事故链集隐藏的关联规则,辨识连锁故障发展过程中的关键线路,对关键线路进行风险分析,并分析其对连锁故障的影响。IEEE 118节点系统仿真结果表明,所提方法能够有效辨识出连锁故障发展过程中的危险线路。     

联络线故障停运后区域互联电网的紧急协调控制策略

为了减轻由多个区域电网互联组成的大电网因联络线突然断开而引发连锁故障的风险，提出一种以保证各区域电网内的重要关键线路运行为目标，当联络线突然断开后，若关键线路发生过载则对其潮流流入方向所在负荷节点采取按过载率成比例集中切负荷的紧急协调控制策略。以分区后的IEEE 118节点电网为例，采用可以对多个区域电网同时进行仿真的多沙堆停电事故模型，对其联络线故障后电网的连锁故障过程进行仿真实验。仿真实验结果表明，该紧急协调控制策略减轻了因联络线突然断开对多区域互联电网的影响，降低了连锁故障发生的风险。     

基于复杂网络与运行因素的电网薄弱点辨识方法

针对电网薄弱点辨识方法中存在未计及节点局部和整体特性、节点间功率传输的相互影响和对节点电压约束考虑不足的问题,提出一种基于复杂网络与运行因素的薄弱点辨识方法。通过考虑电力系统的拓扑、线路参数、潮流特性和运行参数等因素,建立了基于拉普拉斯矩阵谱半径的节点重要度指标、节点介数指标和电压越限指标。然后,采用组合赋权法对复杂网络指标和运行指标进行权重分配,得到辨识电网薄弱点的组合指标。最后,利用IEEE30和IEEE118节点系统验证所提方法的可行性和合理性。结果表明该方法辨识结果比现有方法更准确、合理,对电力系统的影响更大。     

The sensitive line identification in resilient power system based on fault chain model

A concept of sensitive line set is presented in this paper, aiming to enhance the ability of resilient power system to prevent and resist the external extreme disturbances. Furthermore, a new fault chain model is established, in order to obtain the above sensitive line set. The fault chain, calculated by this fault chain model, is consisted of the initial segment and the middle segment. The index of bus load rate for the initial and the middle segments is presented firstly to reflect the load condition of a system in the fault chain model. Besides, other indices, such as historical fault statistics, line load degree, and correlation coefficient in the initial segment and power flow transfer, sequent overload of lines, and damage of transmission sections in the middle segment, are concerned and normalized to predict all the fault chains. Then, the sensitive line set can be obtained after the risk calculation and level assessment for the fault chains. The set can become the basis for controlling process of resilient power system during the accident preventing and resisting stages. Finally, the rationality of the proposed sensitive line set is demonstrated via 39 bus system.     

海上油田群电力系统节点脆弱性评估

针对以往对海上油田电力系统的可靠性研究只考虑N–1故障,未能深入探究多重故障对系统可靠性影响的问题,考虑海上油田电网特点,提出节点脆弱性的评估方法.首先,基于油田电网历史故障数据建立连锁故障典型事故链,挖掘导致连锁故障问题的主导因素.然后,基于历史故障分析结果,建立了油田电力系统节点脆弱评估模型.该模型根据无功–电压灵...