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。     

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。     

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。     

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。     

基于多任务异步处理的电网脆弱线路在线辨识

提出一种利用多任务异步处理模式进行电网脆弱线路快速辨识的方法。综合考虑线路保护配合关联度和综合后果严重度,定义了保护脆弱度;综合考虑电网的拓扑结构和系统运行方式,利用潮流介数对线路结构脆弱性进行评估;由此给出了结合线路保护脆弱度与潮流介数的线路脆弱度指标,并采用多任务异步处理模式将指标计算工作分为多个任务模块并发处理。算例结果表明:所提方法对电网中的脆弱线路有较好的辨识能力及较高的辨识精度,能够有效缩短辨识所需的时间,适合在线应用。     

基于改进离差最大化方法的电网关键线路综合辨识

关键线路的辨识对保证电力系统安全性具有重要意义。针对现有关键线路辨识方法较少考虑线路两端节点信息以及对线路偶然故障考虑不足的问题,以电网拓扑信息为基础,结合当前运行状态,提出一种多指标评价的关键线路辨识方法。通过考虑局部系统的电压稳定性、线路传输容量、线路故障率以及节点的拓扑重要性,建立了识别线路重要程度的电压稳定性、容量裕度、实时故障率、拓扑联系度等4个指标;改进离差最大化方法,建立了考虑不同因素的主客观赋权的线路综合重要性指标;采用系统失负荷量最小的控制策略,衡量线路故障下系统的供电能力;最后对IEEE 39节点系统进行仿真,验证了所提辨识方法的可行性和正确性。     

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。     

基于潮流介数的电力系统关键线路辨识

提出线路潮流介数并将其应用于电力系统关键线路的辨识。该方法基于系统当前运行方式和潮流分布,克服了以往(加权)介数指标假设节点间功率按最短路径传输和忽略线路潮流具有方向性的弊端,能有效反映和量化线路在发电机到负荷功率传输中发挥的作用,同时考虑了发电机和负荷间最大可用传输功率对线路关键性的影响,其物理背景更加符合电力系统实际。同时,在反映关键线路故障对电力系统状态造成影响方面,提出采用层次分析法分析关键线路故障对系统线路过负荷、节点电压越限和暂态稳定性等方面造成的综合影响,验证利用潮流介数指标辨识出关键线路的相对重要程度。CEPRI 36节点数据和甘肃电网实际运行数据的仿真结果表明,所提关键线路辨识方法能够更好地反映线路在整个电网中的重要程度,验证了潮流介数在电力系统关键线路识别中的正确性和有效性。     

基于综合权重法的电力系统脆弱线路识别方法

提出了电力系统脆弱性线路识别的评估指标,考虑电气结构特性和状态转移特性,构建了包含电气结构重要度、支路连接综合度、支路后果脆弱指标、节点电压偏移的指标体系。综合专家主观意见和客观信息,运用综合权重法辨识电网中的脆弱线路。应用IEEE 39节点系统进行仿真分析,验证了所提出的脆弱性指标的合理性和评估方法的有效性。     

山火灾害下电网输电线路关键性评估方法

山火灾害蔓延区域广、爆发时间密集,能够造成区域内多条线路连锁式跳闸,威胁电力系统安全稳定运行,而现有关键路辨识方法评估角度单一,且指标权重选取多依靠主观经验。为研究大范围山火下多条线路同时面临跳闸风险的线路关键性评估方法,从线路的运行特征与跳闸后果2个角度总结和建立了线路关键性评价标集;基于超效率数据包络分析模型,构建了多角度的关键线路综合评估指标体系。以某省历史山火高发期为案例分析该方法的有效性。结果表明,该方法能够实时、有效地辨识出大范围灾害下电网中的关键线路,为大范围山火灾害下电网的安全运行提供辅助决策指导。     

基于台风场景模拟的配电网架空线路薄弱环节辨识方法

为降低台风造成的配电网负荷和经济损失,需对配电网架空线路的薄弱环节进行辨识。首先,考虑台风预报信息及其不确定性,利用Batts模型刻画台风登陆后风场各点风速及其衰减过程;然后,基于电杆风荷载与抗弯强度的关系建立电杆与线路故障率模型;同时,综合考虑线路故障频率及供电负荷重要程度定义线路脆弱度指标,并采用层次分析法确定指标中各因素权重;最后,提出一种台风场景下基于蒙特卡罗法的配电网架空线路薄弱环节辨识方法。典型算例结果表明,以所提方法确定的线路薄弱环节作为加固配电网混凝土电杆、分配应急发电车的依据,可有效降低台风灾害下配电网负荷和经济损失。     

用于解决电网输电阻塞的机组降压运行方案多阶段优选方法

针对电网存在的500 kV网络传输容量不足问题,提出一种机组降压运行方案的多阶段优选方法。首先,根据机组电压等级和机组容量与负荷的匹配度确定降压机组方案的候选集合;然后,选取系统网损、线路潮流过载率、电压偏移率、静态电压稳定裕度、静态灵敏度和短路电流作为机组降压运行方案的评价指标,并构建线性加权的优化模型,采用变异系数法计算优化模型的权重,根据优化结果对待选降压方案进行综合排序;最后,对降压运行方案进行N-1校核和稳定性计算,综合分析各个方案对电网的安全稳定性影响,最终优选出降压运行方案。以某电网为例,结果表明所提方法能够有效缓解500 kV网络输电阻塞问题,降低网络损耗、优化网络架构。     

计及抗毁性的输电线路关键性综合评价

有效识别关键输电线路对预防大面积停电事故具有重要的意义。综合元件个体的抗毁性和对系统整体运行安全的重要性,提出了一种输电线路关键性的评估方法。从输电线路在系统正常状态下对负荷波动的承载力和在系统事故状态下对N-1开断的抗扰力2个方面综合衡量输电线路元件个体的抗毁能力;从输电线路对连锁故障产生和扩散所起的作用,来综合量化输电线路对系统整体运行安全的重要性;从输电线路的抗毁性和重要性来综合评价输电线路的关键性。IEEE 39节点系统算例和某实际电网算例验证了所提指标与方法的合理性和有效性。     

基于分布式光纤的电网台风灾害预警方法研究

台风引发输电线路不同程度的运行故障,其根本原因在于风荷载的影响。因此为了保证电网的安全稳定运行,文中介绍了一种基于分布式光纤测风技术,提出了一种电网台风灾害实时预警方法。通过分布式监测设备得到的风速计算出实时风荷载,综合考虑线路在大风持续下带来的损耗不一、自身运行状态、运维遗留问题等三方面因素,动态修正设计风荷载,并与实时风荷载建立相应判据,发布对应的预警信息以及损耗排序,指导电网人员首选大风险或潜在风险档距进行巡检,避免盲目的同时大大减少工作量,将台风灾害损失降到最低。     

考虑电网载荷均衡度及N -1安全约束的防灾经济调度

极端气象灾害的日益频发,给电网安全稳定运行带来了极大的威胁。传统电力系统的经济调度方法为了追求发电成本的经济性而忽略了电网载荷分布状况,在恶劣天气条件下重载或是满载线路的停运都可能引发电力系统连锁故障大停电事故。为此,提出了一种恶劣天气条件下考虑电网载荷均衡度及安全约束的防灾经济调度方法。该方法在传统经济调度模型的基础上,综合考虑全网和恶劣天气影响区域输电线路载荷的状况,通过降低全网输电线路载荷率的平均绝对偏差以及恶劣天气下区域输电线路载荷率,改善电网的载荷均衡度,并提高系统的运行安全。为保证调度模型在恶劣天气条件下的鲁棒性及求解高效性,基于支路开断分布因子以及校验添加再校验思想,提出了一种新的安全约束动态校核及添加方法。最后,基于现有的考虑隐性故障的连锁故障仿真模型,提出了在台风灾害下电力系统防灾经济调度策略的可靠性评估方法。IEEE RTS-79系统的仿真结果表明,相比于传统经济调度方法,所提出的防灾经济调度方法能够有效地提高电网载荷均衡度,改善恶劣天气条件下电力系统的停电分布,并可提高系统运行安全性及可靠性。     

粗糙集在电能质量综合评价中应用

提出了一种粗糙集的电能质量综合评价方法.以电力系统7个方面的参数作为评价指标,全面考察和衡量电能质量.采用指标加权的形式评定电能质量的优劣,以体现评价指标对评价目标的影响程度的差异.通过参考现有数据样本,运用粗糙集理论中属性重要性原理确定各评价指标之间的关系,权系数完全由数据本身的规律决定,避免了主观赋权法的随意性和客观赋权法不确定性缺点,使权重分配赋值更加科学合理,提高了评价的可靠性和精确性.通过对输电线路电能进行实地测试和评价,证明了所提方法的有效性和可行性.     

基于径向基概率神经网络的输电导线缺陷状态识别

输电导线作为承担电能传输任务的重要部件,及时发现其本体缺陷对指导维修避免重大电力事故的发生具有重要意义。考虑到无人机巡检中输电导线背景的复杂性和导线表面缺陷检测的困难度,提出一种基于径向基概率神经网络的输电导线缺陷状态识别方法。首先,依次采用加权色差法、最大类间方差法以及形态学滤波实现复杂背景下输电导线的准确分割。其次,将分割出的导线区域等距划分为10个导线子图像,通过Gabor滤波器获得输电导线8个角度、5个尺度的40幅纹理增强子图像,提取各个子图像的粗糙度、对比度和方向度3个纹理特征量,结合特征方差比筛选出10个强纹理特征;最后,将10个强纹理特征量作为径向基概率神经网络的输入,完成输电导线缺陷状态的识别。实验结果表明所提方法可以实现复杂背景下输电导线快速分割与缺陷状态的准确识别,为无人机巡检中输电导线的运行状态检测提供了新的思路。     

含大规模风电并网电力系统的关键线路综合辨识

风电的并网会给电力系统的稳定性带来影响,也会影响电力系统中关键线路的辨识。针对风电出力的不确定性,采用风电出力误差概率分布离散化的方法进行多场景的构建,充分考虑风电的接入对电力系统的影响。线路的过载是引发电力系统线路故障的重要原因,以线路负载率作为研究对象对潮流熵进行改进。在此基础上结合线路潮流介数,提出综合潮流指标对线路的重要程度进行排序,从而辨识出电力系统的关键线路。最后对IEEE39节点系统的关键线路辨识进行仿真计算,验证了所提方法的有效性及合理性。     

基于改进HITS算法的电网脆弱集合快速评估

脆弱线路在连锁故障传播中起着推波助澜的作用。为了更加全面地辨识脆弱线路,本文提出一种基于超链接诱导主题搜索算法的电网脆弱线路识别方法。首先,利用线路开断后的潮流转移量与线路容量裕度建立各线路故障转移的相关性网络。其次,利用改进超链接诱导主题搜索算法,计算相关性网络中各线路的权威值和枢纽值。最后,结合基于蒙特卡罗采样的连锁故障仿真工具,在河北南网系统中验证了所提算法得到权威值排名和枢纽值排名的有效性。与现有方法相比,该方法既能准确识别排名高的脆弱线路,又具有计算速度快的优点。     

一种计及微地形修正的输电线台风风险预警方法

台风过境时,较大的风力往往会引发风偏放电、断线、倒塔等事故,是对沿海地区电网安全可靠运行威胁最大的自然灾害之一。由于台风灾害的高风险性,建立台风预警体系能更经济有效的提升电网抵御台风灾害的能力。现有的电网台风风险预警方法直接使用气象局提供的区域性预测风速,并未考虑具体线路所处的微地形环境对风速的影响,易出现漏警以及虚警。因此,提出一种计及微地形影响的输电线台风风险预警方法。该方法把预警区域按经纬度划分为0.01°×0.01°的网格,将网格内的输电设备与网格微气象、微地形信息关联,建立了输电线微地形条件下的风速修正系数计算方法,可更准确地辨识遭受台风灾害影响的线路集并按风险等级进行预警。实例验证了方法的可行性和有效性。