考虑天然气网影响的电网脆弱线路辨识

脆弱线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节。在电网—天然气网耦合背景下,天然气网的运行状态对电网运行影响深刻,因此提出一种考虑天然气网影响的电网脆弱线路辨识方法。首先,构建电网—天然气网耦合系统优化模型,求解得到系统初始运行状态。在此基础上,基于熵理论,建立线路耦合脆弱度因子,用于反映天然气网气源故障对电网线路脆弱性造成的影响。然后,基于复杂网络理论,建立线路结构脆弱度因子和运行脆弱度因子,从结构性视角和运行状态2个方面揭示电网固有的脆弱性。综合上述脆弱度因子,得到用于辨识电网脆弱线路的综合脆弱度指标。采用网络效能和系统输电效率2个指标反映线路故障对电网的影响,验证所辨识出的脆弱线路。由IEEE 30节点系统和比利时20节点天然气系统组成的电网—天然气网耦合测试系统算例表明,所提方法能够有效地分析天然气网对电网脆弱线路辨识造成的影响。     

考虑电压等级和运行状态的电网脆弱线路辨识

城市电网中存在的某些脆弱环节对城市电网大规模停电和系统失稳的发生有重要的影响。考虑电网实时运行状态,引入衡量潮流分布不均衡程度的潮流熵概念,提出将线路潮流熵变化作为脆弱线路辨识的一个指标。基于复杂网络理论,考虑电网拓扑结构特点,建立节点重要度指标;并结合线路所在电压等级和地理位置,提出脆弱度修正因子。通过综合潮流熵变化、节点电压偏移、节点重要度和修正因子提出城市电网脆弱线路辨识的方法。以长沙城市电网2011年夏大运行方式为例进行线路脆弱性分析,并进行时域仿真验证。仿真结果表明,所提方法能较好地辨识城市电网中的脆弱线路,并与电网实际运行情况相吻合,特别是能够辨识出承担功率不多但是重要的联络线路。通过对IEEE 39节点系统脆弱线路的辨识,证明了所提方法的合理性和通用性。     

综合考虑电压等级和运行状态的电网脆弱线路辨识

为了对电网脆弱性进行一个合理的评估,在考虑电网实时运行状态情况下,引入衡量潮流分布不均衡程度的潮流熵的概念,提出将线路潮流熵变化作为脆弱线路辨识的一个指标。基于复杂网络理论,考虑电网拓扑结构特点,建立节点重要度指标,并结合线路所在电压等级和地理位置,提出脆弱度修正因子。通过综合潮流熵变化、节点电压偏移、节点重要度和修正因子提出城市电网脆弱线路辨识的方法。以某城市电网2011年夏大运行方式为例进行线路脆弱性分析,并进行了时域仿真验证,仿真结果表明该方法能够较好地辨识城市电网中的脆弱线路,与电网实际运行情况相符,特别是能够辨识出承担功率不多但重要的联络线路。通过对 IEEE-39节点系统脆弱线路的辨识也说明了所提方法的合理性和通用性。     

基于熵权-层次分析法综合指标的电网关键线路辨识

为准确辨识电网关键线路,首先从电网状态角度考虑,计及电网节点类型与线路负载率,基于泰尔熵理论提出电压变化量泰尔熵和潮流变化量泰尔熵;然后为使评估结果更符合复杂网络与实际电网结构模型,提出最大流传输贡献介数和平均接近中心性指标;最后结合熵权法和层次分析法对指标进行权重分配,得到既兼顾电网状态变化和电网拓扑结构,又结合客观数据并考虑主观经验的关键线路评估综合指标。通过IEEE 39节点标准系统进行测试,验证该综合指标的可行性和实用性。     

基于潮流增长率泰尔熵的脆弱支路辨识

电力系统脆弱支路辨识,对提高系统安全运行、预防电网灾难性事故发生具有十分重要意义。针对传统电网脆弱性评估模型未能有效考虑系统电压等级的问题,引入泰尔熵指标在计及系统电压等级的基础上,构建了基于支路潮流增长率泰尔熵的电网脆弱支路辨识模型。该模型从支路潮流冲击影响力和系统脆弱度两个方面对电网中的脆弱支路进行综合评估,评估结果更加贴近电网实际运行状态。通过对IEEE 30节点系统和某地区实际系统的仿真,证明了该模型的科学性与实用性。     

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。     

基于熵权-层次分析法综合指标的电网关键节点辨识

计及电网线路负载率等级, 基于泰尔熵理论考虑潮流变化的分布不均衡性, 文中提出节点状态关键度指标。为使评估结果更符合复杂网络与实际电网结构模型, 文中提出最大流传输贡献介数和接近中心性指标。文中结合熵权法和层次分析法对指标进行权重分配, 得到既兼顾电网状态变化和电网结构, 又结合主观经验并考虑客观数据的关键节点评估综合指标, 从而准确辨识电网关键节点。通过IEEE39节点标准系统进行测试, 验证文中综合指标的可行性和实用性。     

基于受冲击与断开后果脆弱度的电网关键线路识别

综合线路断开可能性和断开后果,提出基于受冲击与断开后果脆弱度的电网关键线路识别方法。定义线路受冲击脆弱指标,从其他线路对目标线路造成的潮流冲击影响及目标线路本身的抗冲击韧度两方面评估线路开断概率。同时考虑电网的电气结构和状态转移特性,构建包含电气结构重要度、支路开断脆弱指标、节点电压偏移量的指标集。基于模糊层次分析(FAHP)与改进熵权法建立线路断开后果评估模型。结合线路受冲击脆弱指标与断开后果脆弱指标定义综合脆弱性指标,全面衡量电网线路的脆弱度。IEEE39节点系统仿真结果验证了所提出的识别脆弱线路方法的有效性。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

基于潮流熵测度的连锁故障脆弱线路评估及其在四川主干电网中的应用

运用熵的基本原理,结合电网扰动下线路潮流转移和分布特性,提出线路潮流转移熵和线路潮流分布熵的概念。针对不同运行状态下电网脆弱环节的转移特点和过负荷与故障断线扰动下线路潮流熵的变化特点,考虑电网实时运行风险,提出基于潮流熵的脆弱评估模型。IEEE　30 节点系统仿真结果验证了所提方法的可靠性和全面性。丰大和枯大方式下四川主干网应用表明,潮流分布熵越大、潮流转移熵越小的线路过负荷冲击脆弱度越大;潮流负载较重、运行故障率高、潮流转移熵较小的线路故障断线风险脆弱度高;丰大、枯大期电网的脆弱环节发生转移;基于潮流熵的电网综合脆弱线路与电网实际薄弱环节相吻合。     

考虑线路介数和well-being风险贡献度的电网脆弱线路评估

输电线路脆弱性评估是电网脆弱性研究的重要内容,现有评价方法评价角度单一,且无法考虑天气因素的影响,缺乏实用性,为此,提出了一种评估输电线路脆弱性的新方法。基于加权介数模型,计算线路加权介数指标,基于well-being风险追踪模型,计算考虑元件敏感度的well-being风险贡献度指标。同时,结合两状态天气模型,研究了恶劣天气对线路脆弱性的影响。结合线路介数和well-being风险贡献度提出了兼顾系统网络结构和运行状态特性的综合脆弱性指标,并给出了输电线路脆弱性评估方法流程。最后对IEEE-RTS系统进行仿真,结果证明了所提指标和方法的合理性和实用性,该方法可以辨识出处于电网关键输电通道上的脆弱线路,为电网运行维护提供参考。     

基于自组织临界理论的电网脆弱线路辨识

为了辨识引发电力系统连锁故障的脆弱线路,从事故发展的角度出发,基于自组织临界理论的幂律特性构建了电网脆弱线路辨识模型。线路因保护的隐藏故障或过载而退出运行后,利用孤岛搜索辨识引发系统解列的关键线路,并对其处理以便重新潮流计算。综合改进的潮流分布熵、灵敏度分析理论及OPF模型对负荷水平和发电机出力进行调整,构成电网停电模拟模型。通过大量的仿真与统计,利用系统负荷损失量的幂律或幂律尾特性判断系统是否达到临界状态,同时,系统负荷损失量的数学期望越高,该自组织临界状态越危险,致使连锁故障的风险越高。以IEEE 39节点系统为仿真算例,验证了方法的正确性和有效性。     

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。     

虚假数据注入攻击建模及攻击下脆弱线路的快速筛选

随着电网与通信网的高度融合,虚假数据注入攻击已经成为了目前电网的一种安全隐患。为了更好保障电网安全稳定运行,在信息物理高度融合的背景下,首先建立一种电力信息物理系统虚假数据注入攻击的双层攻击模型,其中上层模型表示攻击者的攻击策略,下层模型代表电网在该攻击下的响应,并利用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件对该模型进行求解;其次,提出一种具有迭代思想的快速筛选法,可以对虚假数据注入攻击下的脆弱线路进行快速筛选;第三,提出一种多线路攻击策略,帮助电网运行人员对电网进行更深入评估;最后,通过在IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统上的仿真验证了攻击模型的合理性以及快速筛选法的可行性。     

基于系统熵变特征分析的电网关键线路辨识方法

针对电力系统线路故障对系统的冲击与系统对故障消纳的耦合动态行为，提出了基于电力系统熵变特征分析的关键线路辩识模型。定义了考虑系统结构与状态变化特征的电力系统熵变及其数学表达，包括基于线路热稳容量裕度变化情况的线路功率裕度熵变（正熵流）和基于系统对故障冲击能量消纳能力的线路潮流冲击熵（负熵流）；建立了基于系统熵变模型的关键线路辨识思路及流程，并给出了基于后评估检验的线路关键性校验指标。最后，通过IEEE-39节点系统和IEEE-118节点系统仿真计算分析，验证了所提思路和模型的合理性和有效性。