电网脆弱性评估方法研究

基于改进电气介数研究了电网的结构脆弱性评估模型,并基于短路容量研究了电网的状态脆弱性评估模型,在此基础上形成了电网脆弱性的统一评价指标,通过IEEE-39节点算例验证了该评价方法的合理性与有效性。     

基于潮流冲击熵的加权拓扑模型在电网脆弱性辨识中的应用

电网脆弱性不仅与电网的拓扑结构有关,还与电网的电气特征紧密相连。为了辨识出电网的脆弱环节,基于支路开断的潮流冲击熵,提出了一种电网脆弱性辨识的新方法。定义了支路和节点脆弱强度指标,建立了基于潮流冲击熵的加权拓扑模型,由此得出了线路和节点的加权介数指标,结合脆弱强度和介数指标,提出了综合脆弱度指标,该指标综合考虑了电网拓扑结构与电气特征的影响,且加权介数的引入能够对电网脆弱性进行辨识起到放大的作用。由算例结果可以发现,文中定义的综合脆弱度指标能够有效克服从单一角度对电网进行脆弱度评估,提高了辨识的准确度与精度,说明了该脆弱性辨识方法的有效性与合理性。     

电网脆弱性综合指标建立与评估

为评估节点故障对电网的静态性能的影响,构建了一种基于复杂网络理论的电网脆弱性综合评价指标。在由最大连通子集与网络平均效率组成的结构脆弱性指标,以及由失负荷比例与电网功率传输效率组成的功能脆弱性指标的基础上,构建了一种基于熵值模糊综合评价法的脆弱性综合指标。该方法克服了多种指标赋权时,主观性强、容易出现与实际数据不相符的现象。最后通过对IEEE-118节点系统的仿真、分析,比较了随机、节点度、节点电气介数、传统线路介数以及线路电气介数5种不同的攻击对电网的脆弱性综合指标、各个单一指标的影响,同时验证了该综合指标的合理性。     

考虑电网状态和网络结构的脆弱线路评估

在电网结构脆弱性分析的基础上,计算出线路介数。考虑移除电网中任一线路后的电网潮流分布状态,引入潮流熵的概念来评价电网在线路移除后潮流分布的均衡性。提出了结合电网结构脆弱性的线路介数和潮流分布均衡性的潮流熵的综合脆弱性指标,判别电网中的脆弱线路,可为电网脆弱性评估及电网运行维护提供参考。     

计及保护故障因素的电网脆弱性评估模型

电网中存在的某些脆弱环节对电力系统大规模停电和连锁故障的发生有着重要的影响。在已有脆弱性研究的基础上,给出了考虑保护故障因素的电网脆弱性评估模型。基于风险理论和保护事故链模型提出了保护风险重要度的概念,并以此定义了单元保护脆弱度,该指标量化了保护不正确动作对电网中单元脆弱性的影响程度;由此,提出了结合电气介数与单元保护脆弱度的电网脆弱性评估模型。算例结果表明所提模型有效地计及保护故障因素对电网单元脆弱性的影响,克服了考察角度单一的弊端,更加全面地评估了电网的脆弱环节,验证了模型的合理性和有效性。     

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。     

含双馈风电场的电网节点脆弱性评估

随着风力发电的大力发展,风电出力的随机性、波动性以及其吸收无功的特点,使得风电并网后成为电网的一个扰动源,进一步对系统的脆弱性产生影响。文中结合静态能量函数模型和电气介数,提出一种能够反映节点的状态脆性和结构脆弱性的综合评估指标,同时将离散指标连续化,得到随时间变化而变化的综合评估指标。通过搭建含双馈风电场的电网模型进行仿真计算,得到随综合风速变化的节点综合评估指标的连续变化曲线,比较了不同接入点情况下的系统节点脆弱性的变化,并对结果进行分析。     

考虑电网脆弱性的多目标电网规划

在基于复杂网络理论进行电网结构脆弱性评估的基础上,建立综合考虑经济性、环境影响因素以及电网脆弱性的多目标输电网扩展规划模型.模型中的电网脆弱性指标结合电力网络本身的拓扑结构和运行状态,衡量电网规划方案下的网络输电能力以及网络对故障的耐受能力.将Pareto非支配排序与差分进化(DE)算法相结合,采用非支配排序差分进化(NSDE)算法对该模型进行求解,通过6节点系统算例验证了NSDE算法在求解多目标电网规划问题中的可行性.算例结果表明,所建立的多目标规划模型可以有效评估规划方案的网络脆弱性,对规划建设坚强的电网具有一定的借鉴意义.     

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。     

基于电网状态和结构的连锁故障预测

电网连锁故障可能导致大规模停电并造成严重后果,在故障初期对后续故障进行预测有助于对大停电事故的预防。在分析了典型连锁故障的发展过程的基础上,建立了完整的支路静态能量函数的模型,构建了映射潮流变化的能量指标。结合反映电网结构脆弱性的电气介数,计及前后故障之间的累积效应,提出了反映电网故障后状态变化和结构变化的综合性裕度指标预测连锁故障。仿真结果能够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。     

基于复杂网络理论的大型电力系统脆弱线路辨识

大规模电力网络中存在的某些脆弱环节,对电力系统大规模停电和连锁崩溃的发生有着重要的影响。基于复杂网络理论,提出了使用带权重线路介数作为脆弱线路指标的辨识方法,定义线路的带权重线路介数为其因被网络中发电机与负荷之间的最短电气路径经过而承受的负载和,并采取将电力网络中线路的介数指标提高到与其相邻的所有线路中介数指标最高的介数值的办法修正。以IEEE39节点系统及华中-川渝电网为例进行了脆弱性分析,同时进行了时域仿真实验。仿真结果表明带权重线路介数指标能够较好地辨识电力网络中的脆弱线路,特别是能够识别出那些承担功率不多但因其在电网结构中的特殊位置而对系统脆弱性有重大影响的线路。     

考虑电网脆弱性的输电网扩展规划模型

基于电网脆弱性与均匀性理论,提出了电网全局结构与状态脆弱因子模型,用于衡量不同电网模型的脆弱程度。构建了综合考虑电网全局脆弱性、经济性与电网安全约束集的多目标电网规划模型。采用改进混沌交叉变异遗传算法进行优化得到最优规划方案。其中,针对多目标量纲不统一,权重不易定的问题,采用主成分析法对每代种群中个体进行综合评估,使评估结果更加客观可信。通过对Garver-6节点系统和Garver-18节点系统的仿真分析证明了所提模型的可行性和有效性。     

基于全成本电价的电网规划方案评估与优选

针对电网企业在新电改形势下面临的实际挑战和迫切需求,基于传统节点电价机制,分别采用潮流追踪法和邮票法分摊电网建设成本和运维成本,提出了一种计及电网建设成本与运维成本的全成本电价模型。基于全成本电价模型提出了兼顾安全性与经济性的电网规划方案评估流程,并采用IEEE 14和IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性。算例结果表明,所提全成本电价模型能够在纵向实现不同电压等级线路规划方案的评估,在横向实现不同配网投资项目的组合优选,可为电网公司在新电改背景下的投资规划提供量化分析方法和辅助决策工具。     

基于改进复杂网络模型的电网关键环节辨识

为了更好地揭示电网复杂形态下的特性以及辨识可能触发电网大规模事故的关键环节,通过功率传输路径、功率加权传输距离、路径传输能力的定义对已有的电网复杂网络模型进行改进,使之符合电网基本电气规律和满足物理特性约束。进而基于改进的电网复杂网络模型建立了包含距离度、能力度、枢纽介数、距离介数和能力介数的电网关键节点和支路的评价指标集,使之能准确考虑节点和支路在电网结构和运行中的地位和作用。利用所述模型对IEEE典型系统以及某省级电网进行建模和关键环节辨识,取得了较好效果,并通过与现有方法的对比验证了算法的合理性与有效性。     

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。     

保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法

以台风灾害为例提出了保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法.首先,基于配电网韧性量化,给出了配电网应急响应期间内的年综合失负荷成本模型:其次,为描述灾害的时空特性以及灾害攻击造成的线路故障不确定性,构建了多阶段多区域配电线路故障状态不确定集;最后,考虑规划决策集、多阶段多区域配电线路故障状态不确定集和系统运行集,建...     

基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估

提出了一种基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估方法.该方法从电网络理论出发,首先推导了线路电流共享因子,定义线路运行介数,在此基础上评估过负荷脆弱性.该方法不仅考虑了网络拓扑结构对脆弱性的影响,同时还考虑了系统运行方式对脆弱性的影响,克服了复杂网络模型中潮流仅按最短路径流动的缺陷,物理意义明确,且符合电力系统的实际情况.IEEE 39节点测试系统仿真结果验证了评估方法的正确性与合理性