基于网络输电能力的线路融冰组合确定方法及应用

本文提出一种基于复杂网络理论的改进网络输电能力计算方法,它能保持复杂网络理论在结构性分析方面的优势而且能体现电力系统的特有属性。该方法以改进网络输电能力降低指标来识别关键的输电线路,详细讲解了电网固定式直流融冰装置等各种融冰措施,结合该指标提出线路融冰组合确定方法,进一步以贵州电网为例,验证了该方法的正确性和有效性,并指出算法需改进地方。     

基于复杂网络理论的电力系统脆弱性分析

针对大区域电网发展及其安全稳定问题,基于复杂网络理论研究了电力系统大面积停电事故与电网连锁故障的内在机理。从电网拓扑模型和脆弱性评估指标的角度出发,分析、类比了各评估方法,指出当前应用复杂网络理论研究电力系统脆弱性方法尚存不足,电网与其他复杂网络的本质区别是研究的瓶颈问题。通过改进评估模型反映电网本质特性及其运行状态,指出了提高评估精度是下一步研究的重点。     

复杂网络理论及其在电力系统中的应用研究综述

因连锁故障引发的大电网停电事故凸显了大型电力系统的脆弱性。传统方法难以有效解释类似事故的发生机制,复杂网络理论研究的不断深入和广泛应用为此提供了新的理论工具。首先简介了复杂网络理论及其基本概念,其次探讨了用以解释电网连锁故障发生机制和结构脆弱性的理论基础,并详细阐述了复杂网络理论在电力系统拓扑结构建模、连锁故障模型研究、电网脆弱性分析以及电网关键支路和节点识别等方面的研究进展和应用情况,最后对未来的研究方向做出了展望。     

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...     

复杂网络理论在电网分析中的应用与探讨

随着复杂网络理论在电网分析中的应用深入,其成果与质疑纷至而来。隶属于复杂性科学的复杂网络理论,其分析方法与基于还原论思想的经典电力系统分析方法有本质不同。为该理论,乃至更多复杂性科学理论在复杂电力系统分析中得到更好的应用,有必要将该部分研究成果进行归纳、整理,同时在质疑声中进行思考、换位。首先,从需求性与适用性2方面探讨了复杂网络理论应用的必要性;然后,依据其理论体系构架,将应用成果逻辑划分为:网络结构研究,网络结构与网络性能的关联研究,及综合应用研究3部分。最后通过研究综述,经验总结与困境分析,对研究前景进行了展望,为新环境下的复杂电网研究提出一些思考与建议。     

基于复杂网络理论的系统脆弱度评估新方法

随着复杂网络理论在电力系统中应用研究的深入,基于复杂网络理论的系统脆弱度评估不再只是单纯考虑电力系统网络拓扑结构对电力系统安全稳定的影响,而是结合了电力系统本身的物理特性,从而更加有针对性地研究电力系统面临的安全稳定问题。为快速评估线路故障对系统的影响,提出了一种新的基于复杂网络理论的系统脆弱度评估方法。该评估方法综合考虑了系统的负荷水平、线路的传输功率容量利用率和系统的小世界特性,更加全面地评估了输电线路故障对电力系统静态安全稳定的影响。最后,通过对IEEE 118节点系统的仿真分析,验证了系统指标和评估方法的有效性。     

基于复杂网络理论的电力系统脆弱线路辨识研究现状

综述了目前复杂网络理论应用于电力系统的研究现状。首先,论述了利用复杂网络理论对电力系统建模的可行性;其次,从三个方面论证了复杂网络理论中纯粹的拓扑模型难以准确描述电网的实际特性,并对现有文献中的几种典型模型进行了介绍,分析比较了各自的侧重点;然后,详细介绍了复杂网络理论应用于电力线路脆弱性辨识中的两种不同思路：基于拓扑参数法和基于拓扑图分区法。最后,指出将电气元件的特性融入复杂网络系统模型以及建立实时在线的线路脆弱性辨识模型是今后该领域的主要研究方向。     

大电网实现自愈的理论研究方向

论述了复杂系统理论、稳定性理论以及自愈技术对大电网实现自愈的支持.基于已有研究成果和现状分析,提出了为实现大电网自愈有待进一步研究的方向和内容.电网自身强壮是自愈的坚实基础,重点阐述了应用复杂网络理论进行电网网架研究的内容;电网安全预警是实现自愈的重要前提,提出了应用相量测量单元(PMU)基于轨迹研究电力系统稳定性的观点和总体研究思路;在研究自愈系统构架方面,强调了电网自愈策略和电网恢复搜索方法的研究.     

基于传染病模型的电网扰动传播动力学分析

研究电网扰动传播动力学行为对大电网安全稳定运行具有重要作用。该文在研究电网扰动传播动力学时尝试借助生物学中成熟的传染病模型进行研究。首先,在类比传染病模型的基础上,提出电网扰动传播强度的概念;进一步利用复杂网络理论对复杂电力系统网络进行拓扑分析,利用随机矩阵理论对电网时空数据进行关联关系分析;最后,基于数据驱动建立电网扰动传播动力学模型,对电网扰动传播行为进行预测。仿真结果表明,所提模型是传统电网扰动传播分析的有效补充,为电网扰动传播动力学行为分析提供新途径。     

复杂电网连锁故障模型评述

在复杂电网中,由微小扰动触发的电力系统连锁故障会导致电网大面积崩溃的灾难性后果,对连锁故障的理论建模是研究复杂网络连锁故障的基础和关键.文章在探讨电网连锁故障机理的基础上,分别从电力系统角度和复杂网络理论角度介绍和评述了已有电网连锁故障模型,分析了预防和控制连锁故障的几种可行方法,指出在进行连锁故障的预防分析时,对网络脆弱性的分析与评估是关键,而对故障传播的控制,多智能体系统可能是一条有效途径;并指出了今后值得注意的几个研究方向.     

Structural vulnerability of power systems: A topological approach

Vulnerability analysis of power systems is a key issue in modern society and many efforts have contributed to the analysis. Complex network metrics for the assessment of the vulnerability of networked systems have been recently applied to power systems. Complex network theory may come in handy for vulnerability analysis of power systems due to a close link between the topological structure and physical properties of power systems. However, a pure topological approach fails to capture the engineering features of power systems. So an extended topological method has been proposed by incorporating several of specific features of power systems such as electrical distance, power transfer distribution factors and line flow limits. This paper defines, starting from the extended metric for efficiency named as net-ability, an extended betweenness and proposes a joint method of extended betweenness and net-ability to rank the most critical lines and buses in an electrical power grid. The method is illustrated in the IEEE-118-bus, IEEE-300-bus test systems as well as the Italian power grid.     

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。     

基于电气介数的电力系统脆弱性分析

复杂系统脆弱性分析是现代社会的重要研究议题.近来,复杂网络理论也开始应用于电力系统的结构脆弱性分析.但是,一个纯粹的拓扑方法不能深刻表达电力系统的特性.因此,本文从复杂网络的概念出发,定义了表征网络电气特征的电气介数,该参数考虑了功率的分布和极限等电力系统的具体特征.通过比较IEEE39节点系统在遭受攻击后的传统介数和...     

计及输电介数及功率介数的电网待恢复区域重要性评估

电力系统因自然灾害引发大规模故障时,对电网待恢复区域进行重要性评估对于电网恢复策略的制定具有重要意义。针对已有评估模型中介数指标的不足,将复杂网络的共性与电网络的电气特性相结合,综合考虑线路介数和输电线路的最大输电能力,提出了输电介数的概念,并以输电介数作为电网络边权重求解节点网络凝聚度。最后结合各待恢复区域内发电机和负荷的功率特性,用节点功率介数对节点网络凝聚度指标进行修正,得出评估待恢复区域的重要性指标,从而确定了待恢复区域的物资需求优先级,给电力应急体系的物资调度提供参考。最后,以IEEE标准系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的可行性和适用性。     

电力调度数据网结构特性分析

提出运用复杂网络理论从结构的角度分析电力调度数据网的复杂性及脆弱性。现有的电力调度数据网大致可分为双星型和网状2种典型结构,从统计特征参数、度数累积分布以及介数累积分布3个方面对这2种电力调度数据网的结构进行了分析,发现双星型网是典型的无标度网络,而网状网是典型的小世界网络。继而以单一故障和连锁故障分别衡量了2种网络的静态脆弱性和动态脆弱性。结果表明：1）电力调度数据网的脆弱性与其网络结构有很大的联系,单一故障时,双星型结构的调度数据网对选择性攻击表现得更加脆弱;2）双星型结构的调度数据网不容易发生连锁故障,网状结构反之。连锁故障时故障概率较高的节点仍集中在介数高的节点。     

计及拓扑结构和运行状态的支路重要度评估方法

准确快速地识别出关键支路,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生具有重要意义。文中将复杂网络理论和熵理论有机结合,从结构和状态两个角度对支路重要性进行综合评估。首先,提出计及传输裕度率的有功输电介数指标,以衡量支路的传输能力及其在电网拓扑结构中的重要度;然后,提出基于改进潮流转移熵的冲击性指标,以量化支路开断对系统造成的潮流冲击;最后,建立了包括有功输电介数和冲击性指标的支路综合重要度评估指标,以充分衡量支路在电网中的重要性。利用IEEE 39节点系统进行仿真,其仿真结果证明了该方法有效且合理。     

南方电网结构脆弱性指标的评判研究

基于复杂网络理论构建了南方五省220 kV及以上电压等级电网的无权无向和有权无向网络模型,通过对南方电网的拓扑特征参数进行计算与分析,证明了南方电网的拓扑结构具有小世界网络和无标度的特点;在传统度数和介数指标的基础上提出了点权度和点权介数指标,通过对南方电网中的节点和边蓄意攻击后的脆弱性计算,分析评价了不同指标下南方电网的网络性能。结果表明点权度和点权介数在关键节点的判断上优于度数和介数指标,有权无向网络模型在关键节点的判断上优于无向无权网络模型。该结果与实际电网结构相符,验证了所设指标的合理性。     

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。     

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     

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。