电力系统脆弱性的一种分析方法——蒙特卡罗模拟法

通过对电力系统脆弱性分析总体思路的介绍，给出了脆弱性的定义，选用概率性的方法来评估系统在故障下的风险程度，借鉴电力系统三道防线的概念，我们把系统的运行状态分为正常状态、紧急状态和极端紧急状态三类，系统的脆弱值就是系统在可能的故障情况下发生第三类极端紧急状态的概率，在蒙特卡罗模拟的方法下，脆弱值大小等于故障后系统发生第三类状态的模拟次数在总模拟次数中所占的比例。在本文中系统处于第三类状态的判定是通过考察系统的动态和静态切负荷总量是否大于门槛值以及系统暂态在采取了紧急控制措施后能否达到稳定来确定。通过采用蒙特卡罗模拟法，分析系统找出薄弱环节，有助于准确把握系统的稳定性，对于各级调度部门采取积极的防御性措施，有效防止事故的发生提供借鉴。     

基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略

针对电力系统中由线路故障引发的连锁故障现象,文中提出了一种基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略。首先,提出一种改进的支路安全指标和系统安全指标,并引入泰尔熵指数对电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此量化某支路故障退出运行后对电网运行安全性的影响;然后,根据支路脆弱性排序筛选出发生初始故障退出运行后对电网运行安全性影响较严重的几条支路,建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和电网电压稳定,且能应对多种初始故障场景的电力系统连锁故障预防控制模型,并使用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解该模型。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析,结果表明所提预防策略能获得更安全合理的发电机组出力方案,且证明了支路负载率差异对脆弱支路辨识的重要性。     

含风电场的电力系统节点电压脆弱性评估

含风电场的电力系统节点电压脆弱性的研究,重点在于节点电压脆弱度指标的计算。将并网运行的风电场视作具有随机性的扰动源,根据风速变化将风电场运行划分成不同的扰动状态,通过潮流计算得出含风电场的电力系统在不同风速条件下的节点电压值,并采用引入优化乘子的保留非线性潮流法（preserving nonlinear flow algorithm,PNFA）计算节点临界电压,进而求取节点电压脆弱度指标。对引入风电场的IEEE14母线系统进行仿真计算,并通过对比求得的节点电压脆弱度指标以及不同并网点对脆弱度及脆弱度排序的影响,充分评估风电场的并网运行对系统节点电压脆弱性的影响。     

含风电场的电力系统节点电压脆弱性评估

含风电场的电力系统节点电压脆弱性的研究,重点在于节点电压脆弱度指标的计算.将并网运行的风电场视作具有随机性的扰动源,根据风速变化将风电场运行划分成不同的扰动状态,通过潮流计算得出含风电场的电力系统在不同风速条件下的节点电压值,并采用引入优化乘子的保留非线性潮流法(preserving nonlinear flow algorithm,PNFA)计算节点临界电压,进而求取节点电压脆弱度指标.对引入风电场的IEEE14母线系统进行仿真计算,并通过对比求得的节点电压脆弱度指标以及不同并网点对脆弱度及脆弱度排序的影响,充分评估风电场的并网运行对系统节点电压脆弱性的影响.     

基于支路势能信息的电网脆弱性评估

随着电网互联进程的推进,电网支路运行经常逼近输电能力极限,导致电网脆弱性问题越来越突出。文中从能量函数的观点出发,构建了支路势能函数模型,在此基础上提出了支路脆弱性评估指标,以此计算各支路当前输送值偏离初始值的距离,确定系统的脆弱区。在IEEE30母线系统中通过多种系统事件下的仿真结果及与最优潮流计算结果的对比,证明了该方法在评估电力系统脆弱性时的有效性和可行性,可望用于系统的在线安全监测。     

基于复杂网络与风险的电网综合脆弱性评估

电力系统中的元件是否有脆弱,不仅在于它在电网结构中的地位,也与它的运行状态有关。本文应用复杂网络理论将支路与节点定义为脆弱源,应用改进的电气介数来评价电网结构脆弱性;然后考虑脆弱源自身故障对电网造成的影响以及对其他脆弱源故障的敏感程度,用风险指标表征运行状态脆弱性。针对以往只考虑系统最大运行方式的不足,提出多负荷水平模型来计及不同负荷状态下脆弱性可能存在的差异,最后得到元件综合脆弱性指标。该方法能够弥补单一分析结构或运行状态的不足,有效辨识出系统可能引发大停电事故的薄弱环节。算例分析表明本文采用的方法对电网的脆弱环节辨识能力较强,辨识精度较高,能够为电网的运行维护与规划提供有力的参考。     

基于OPNET的广域测量系统仿真与通信延时性能分析

广域测量系统对实时性要求严格,而通信延时是影响实时性的重要因素。通信延时作为广域测量系统延时的重要组成,带有不确定性,因此成为其通信性能研究的重点和难点。对广域测量系统的通信设备、通信业务和通信网络拓扑进行建模,并依此对电力系统稳态工况、故障工况和网络设备故障工况三类场景进行仿真。由此得到在不同工况下广域测量系统的通信延时大小,从而评估分析该系统的现状和瓶颈。为广域测量系统的研究分析提供了新方法,同时为其规划与建设提供了参考意见。     

基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的电网节点综合脆弱性评估

针对电网脆弱节点辨识存在的评估指标片面、不同评价方法偏差较大的问题,从系统固有拓扑结构、电网当前安全运行水平以及预想故障冲击影响三方面出发,构建电网脆弱性节点评估指标体系。该体系基于系统对脆弱度的需求层次,衍生出改进节点韧性度、节点电气介数、节点能量裕度、改进潮流分布熵及最小失负荷百分比等相关指标,综合考虑电网结构抗毁性、节点抗干扰能力、节点退出运行后系统潮流分布及系统自我调节后仍无法避免负荷削减时的状况。提出基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的综合评估模型对节点脆弱度进行评估。IEEE39节点系统算例证明了所提指标体系与评价方法的合理性和有效性。     

考虑风光出力不确定性的电–气互联系统脆弱线路辨识

在电力系统和天然气系统紧密耦合的背景下,任意子系统中任意脆弱线路的扰动或故障都可能会传播到另一个子系统,进而引起整个电–气互联系统的故障。为此,提出一种电–气互联系统脆弱线路辨识方法。首先,提出考虑风光出力不确定性的电–气互联系统协调调度随机优化模型,求解得到电–气互联系统故障前后的运行状态;而后,基于局部集中度和潮流变化熵分别从拓扑结构脆弱性和运行特性脆弱性两方面分析电–气互联系统中线路的脆弱性,构建综合考虑线路拓扑结构脆弱性和运行特性脆弱性的电–气互联系统线路脆弱度指标,对互联系统的脆弱线路进行辨识。通过计算脆弱线路断开后互联系统的测地线脆弱度(geodesic vulnerability)及供需不平衡量,对所辨识的脆弱线路进行评估。6节点电网–7节点气网和24节点电网–20节点气网2个电–气互联系统的算例分析结果验证了所提脆弱线路辨识方法的有效性。     

电力系统脆弱性评估方法综述

介绍了电力系统的脆弱性及其脆弱源等相关概念,总结了现有的各种电力系统脆弱性评估方法的特点和不足,指出:目前国内外对于电力系统脆弱性的研究还处于初始阶段,已有方法都是从某个侧面评价系统的安全状态;能全面反映电力系统全局安全状态,并能用于指导制订控制策略的在线、实时的电力系统脆弱性评估方法还有待进一步研究。     

基于线路运行可靠性模型的电力系统连锁故障概率评估

线路过载被认为是致使连锁故障进一步发展的主要原因.文中基于输电线路的运行可靠性模型,计算了反映系统运行状态的连锁故障风险指标.采用递归算法生成连锁故障树,记录连锁故障路径经历的每个状态及其相应的连锁故障风险指标.在运行可靠性评估框架的基础上,结合动态潮流计算,对IEEE RTS系统进行了连锁故障运行可靠性评估.分析了不...     

A Risk-Load Relationship-Based Method for Power System Static Security Grading

Probabilistic risk indices can quantify system risk level but cannot help operators judge system security grade qualitatively. This paper proposes a risk-load relationship–based method for power system static security grading, which can establish the relationship between risk index and security grade and help operators to judge system security grade based on probabilistic risk index. In the proposed method, system risk under other operational modes is converted into the security grade under basic operational mode. Thus, when operational mode changes, the security grade change can reflect the degree of system security change and act as a decision support tool for operators. The effectiveness of the proposed method is verified by Roy Billinton Test System (RBTS) and reliability test system.     

基于二维平面拟合的电网脆弱性分析

电网的脆弱性分析对于指导事故防控和确保系统安全稳定运行具有重要意义.文中同时考虑影响电网脆弱性的运行状态和拓扑参量因素,在一定的电网运行条件下,结合加权改进的小世界模型,提出了基于二维平面拟合的电网脆弱性分析方法.主要研究扰动后潮流转移过程中电网结构改变与运行状态变化之间的相互关系,分析具有不同输送潮流和不同结构特征的线路故障导致的转运潮流改变和电网拓扑变化对于系统脆弱性的影响,并从中找出电网的脆弱线路,这对于指导电网中相关重要元件的监控、维护工作提供了可供参考的依据.算例结果表明所述方法合理、有效,具有在线应用的前景.     

电力系统运行可靠性成本价值评估

电力系统运行可靠性评估的最终目标是辅助运行人员进行调度决策,因此,制定合理的决策依据至关重要,但常用的可靠性指标却难以直接作为决策判断的依据。文中提出了运行可靠性成本价值评估的概念和指标,指出“期望社会成本最小”可以作为运行人员选择最优调度方案的决策依据,并为此建立了发输电系统运行可靠性成本价值评估的模型和算法,实现了运行可靠性成本和效益的综合评价。通过对IEEE RTS测试系统的最优旋转备用分配方案选择的计算分析,验证了所述算法的有效性,说明了运行可靠性成本价值评估的实用价值。     

计及新能源出力波动性的节点状态脆弱性评估

电网的状态脆弱性能够从运行状态角度反映电网所具有的抵御电压或频率扰动的能力.随着高渗透率可再生能源的接入,电力系统的运行方式和安全控制手段变得越来越复杂.有必要对现有的节点状态脆弱性评估方法进行改进,进一步考虑新能源机组特点及其出力波动性进行状态脆弱性评估.文章基于新能源电源并网点对外电网戴维南等值模型,提出一种新能源电源节点脱网免疫指标和计算方法,并在此基础上计及新能源电源出力的波动性,提出一种基于点估计法的新能源电源节点状态脆弱性指标.基于某省级电网实际算例对所述方法的正确性及有效性进行了验证分析.方法 能够对计及出力波动条件下的新能源机组脱网风险进行综合评估,可应用于对新能源电站不同接入方案的评估与规划.     

CDN云平台优化漏洞补丁管理系统技术探讨

电力企业局域网中安全漏洞管理是信息安全重点工作之一。在电力企业局域网中部署的漏洞补丁管理系统普遍存在补丁分发过程产生网络拥堵及服务器响应失效等瓶颈问题。文章提出运用CDN云平台技术优化漏洞补丁管理系统中的服务器和网络传输方式解决这一问题。     

电力通信网安全风险评估系统设计与实现

电力通信网是电力系统重要组成部分,其安全性对整个电力系统安全稳定运行具有重要意义。目前,在电力通信网安全风险评估研究中,大部分都集中在评估模型、评估指标体系、评估算法等理论研究方面,在有关评估系统及其应用研究方面鲜有报道。文章在分析电力通信网安全风险评估现状的基础上,结合脆弱性及重要度评估,对电力通信网骨干电路的风险评估流程、评估指标的构建及风险计算方法进行了研究。最后结合风险评估流程及方法。设计开发了一套具有实际工程应用价值的电力通信网安全风险评估系统。     

电力生产控制区业务系统漏洞修补研究

电力生产控制区二次系统漏洞修补属于安全防护工作中必不可少的重要组成部分.文章重点研究了漏洞修补策略在电力行业的应用,为在漏洞半衰期内将高危漏洞修补,对电力生产控制区内部业务系统的系统漏洞提出了5条修补策略,并介绍了广西电网研究建立的基于漏洞资产管理、漏洞分析、漏洞修补和修补审计4个部份的全网漏洞管理流程和工作成果.     

电网安全评价的指标体系与方法

提出了一套较完整的电网安全评价指标体系,包括电网的安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、风险指标5大类。该指标体系能够科学、全面地反映电网的安全水平,为电网安全应急技术措施的制定提供量化依据。改进了传统安全评价指标和方法,提出了系统N-K故障后失元件个数、最大供电区域指标、基于效用理论的过负荷、低电压、电压崩溃、功角失稳风险指标。该指标系统能够方便地对电网安全进行计算和分析,为电网的规划改造和安全生产运行提供了实用的辅助工具。最后以某电网为例,说明了所提指标体系的合理性和软件的实用性。     

风电场出力随机扰动下的电网概率脆弱性评估

在风电大规模接入电力系统的发展趋势下,系统将经受更复杂的随机性影响,给系统的可靠稳定运行带来极大挑战。在综合考虑了不同规模和不同并网点的风电场随机扰动性、发电机的随机故障停运率以及负荷的随机波动的前提下,基于半不变量和Gram-Charlier级数(CGC)的输电网概率潮流方法,并结合系统的临界电压和极限传输功率,提出一种新的概率脆弱性评估方法,以此来筛选出风电场并网后电力系统的脆弱节点和脆弱支路。对所提方法在IEEE-30母线系统中通过不同规模风电场、不同接入点条件下进行仿真验证,及其与基于支路势能函数法的传统评估方法进行对比,结果证明该方法能够给出可靠有效的评估结论,有助于为进一步探索不同规模风电场并网下的电力系统脆弱性提供思路。