基于社交网络影响力的连锁故障关键线路辨识

为有效管控大停电风险,准确辨识诱发电力系统连锁故障的关键线路是非常有必要的.为此,本文基于社交网络影响力分析提出一种电力系统连锁故障的关键线路辨识方法.首先,采用连锁故障的样本数据,构建描述故障传播特性的社交网络;然后,建立连锁故障传播过程中的线路影响力量化方法,计及不同线路影响力的重叠性,通过最大化关键线路集合的故障...     

复杂电网连锁故障下的关键线路辨识

电力系统存在的少数关键线路在导致系统大规模连锁故障发生的过程中起关键作用,因此快速识别电力网络中关键的输电线路,特别是连锁故障过程中系统的关键线路,对有效实施过负荷连锁跳闸控制策略,预防电力系统大面积停电有着重要的意义。大停电事故一般伴随着线路有功潮流的大规模转移,针对此特征,提出潮流转移度指标,基于电力系统静态安全域分析的思想建立关键线路评估模型,提出一种电力系统连锁故障过程中关键线路的辨识方法。结合IEEE 30节点标准算例系统,利用OPA大停电模型构造了某次连锁故障过程,仿真验证了所提辨识方法的正确性。     

基于改进LeaderRank算法的电网连锁故障关键线路辨识方法

针对现有连锁故障关键线路辨识方法在具体量化单元作用及方法复杂度上的不足,结合复杂网络理论结构分析方法与电网连锁故障后果近似分析方法,提出一种基于改进LeaderRank算法的关键线路辨识方法.首先,介绍了原LeaderRank算法,并指出其直接应用于电网关键线路辨识的不足所在;然后,针对原算法不足之处,提出基于线路量化...     

基于图注意力网络算法的电网连锁故障关键线路辨识

快速、准确识别电网中对连锁故障发展具有助推作用的关键线路,对避免大停电事故发生具有重要作用。该文提出一种基于图注意力网络(graph attention network,GAT)算法的电网连锁故障关键线路辨识方法。首先,分析连锁故障传播机理和关键线路特征,采用运行可靠性模型仿真模拟连锁故障,依据风险理论定义关键线路。其次,利用GAT算法建立关键线路辨识模型,考虑到计算稳定性、样本均衡性等问题对辨识结果的影响,设计了多头注意力机制、带权重交叉熵损失函数等,完善优化模型。最后,构造运行场景-关键线路样本集,对辨识模型进行训练、验证与测试。IEEE39节点系统和实际电网算例仿真表明,所提方法显著提高了新场景下连锁故障关键线路辨识的准确性和速度,具有一定的应用前景。     

基于连锁故障时空图的电网脆弱线路辨识

构建一种用于描述连锁故障时空传播特性的连锁故障时空图(cascadingfaultspace-timegraph,CFSTG),并基于CFSTG提出一种可以有效度量连锁故障传播深度和广度的电网脆弱线路分类识别方法。首先,基于前k个关联线路的组合开断操作,建立事故链搜索模型,搜索得到电网连锁故障的事故链集合,并根据中间环节预测指标及事故链风险值,将得到的所有事故链合并生成加权的连锁故障网络图。之后,根据电网结构的社团特性,对生成的连锁故障网络图进行空间分区,得到CFSTG。然后,以CFSTG中节点(即脆弱线路)的复杂网络度指标量化4类脆弱度,分类辨识易受区内故障影响的线路、易受区外故障影响的线路、易引发区内故障的线路和易引发区外故障的线路,并根据系统剩余负荷率及提出的连锁故障传播距离指标来量化脆弱线路对连锁故障传播深度和广度的影响。最后,以IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为算例验证所提方法的有效性。     

基于PageRank算法的输电网连锁故障脆弱线路辨识

为快速准确识别输电网中可能触发连锁故障的脆弱线路,基于PageRank算法提出一种计及连锁故障级联效应的输电网脆弱线路双层辨识方法.首先,考虑连锁故障的演化进程,建立基于快照的输电网时序网络模型;其次,综合考虑线路间的交互影响和输电线路对负荷波动的抗扰能力,基于拓展PageRank算法构建浅层辨识模型,用于快速计算输电...     

基于关键线路识别的电力系统连锁故障风险评估模型

针对现有模型的不足,提出了一种新的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型从元件过负荷、继电保护隐性故障2个方面定义了连锁故障概率:以故障发展过程中出现的母线低电压、线路过负荷、电力系统失负荷来衡量连锁故障带来的后果。在不违背连锁故障发生机理的前提下,将支路的结构传输重要度与反映电网实时运行状况的线路故障发生概率相结合,给出了连锁故障中关键线路识别的重要判据,根据关键线路排序结果合理选择下一个故障环节,加快了连锁故障模式搜索速度。最后对IEEE 10机39节点系统进行仿真,仿真结果证明了本文方法的有效性。     

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。     

基于最优风险指标的连锁故障模型和薄弱线路辨识

概括了直流潮流停电OPA模型及其改进模型的不足,据此在OPA模型的基础上引入风险理论,建立新的连锁故障模型。新模型包含内外2层循环,内层循环基于传统的直流潮流线性规划,描述实际电网的连锁线路过载与故障;外层循环包括负荷增长与线路扩容2个部分,线路扩容部分基于风险理论,依据扩容风险指标、扩容延迟时间、扩容度函数以及线路风险值,确定是否扩容以及扩容力度。给出使系统成本降到最低的最优风险指标的确定方法以及对连锁故障影响较大的系统薄弱环节的判定方法,进而提出新的电力系统连锁故障预防策略。新英格兰系统仿真表明,新模型较原模型更接近实际运行中的电网,基于风险评估的线路扩容可随风险指标不同程度地降低故障概率和负荷损失。     

基于隐性故障模型和风险理论的关键线路辨识

在大规模电网中,由简单故障触发的电力系统连锁故障常常会引起大停电的灾难性后果。为了研究复杂电网连锁故障的传播机理,同时找出对连锁故障产生重要影响的关键线路,文中基于模拟连锁故障的隐性故障模型和风险理论,提出了复杂电力系统的线路故障风险评估方法,并辨识出了对系统大停电产生重要影响的一系列关键线路。模型考虑了线路过负荷保护、隐性故障、控制策略及系统运行等参数,对IEEE118节点系统仿真结果表明,在重负荷状态运行下只对辨识出的少量关键线路加以改善,就可以使系统停电概率大幅减小,特别是大停电概率;在临界状态运行下改善少量关键线路,则可以使系统脱离临界状态,避免大停电发生。     

基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识

研究连锁故障发展机理以及辨识故障演化路径中的关键线路,对揭示电力系统薄弱环节、降低连锁故障风险具有重要意义。为此,文中提出一种基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识方法。首先,建立改进的基于直流潮流法的电力系统解列模拟器(DCSS)连锁故障仿真模型,配合随机化学(RC)法高效生成含详细时序信息的故障链集合;然后,以编辑距离为相似性指标实现对故障链的层次聚类,分类后的故障链集合不仅可以降低后续数据挖掘的难度,而且能够更加全面地识别出不同连锁故障演化模式中的薄弱环节;最后,以Matpower 2383节点系统为例,根据关键线路扩容后系统风险水平的下降程度评估各类算法所辨识线路的重要性。结果表明文中方法能更好降低系统连锁故障风险水平,证明了所提模型及算法的有效性。     

考虑保护故障影响的电网关键线路辨识

电网中某些关键线路对大停电事故的发生有着重要的影响,且保护装置的不正确动作在其中起着推波助澜的作用。为了能够有效预防大停电事故的发生,本文提出一种计及保护装置不正确动作的电网关键线路辨识模型。从网络最大流的角度出发,提出一种节点结构重要度指标,该指标能够全面反映网络连接的结构特征,且克服了复杂网络模型中潮流仅按母线间最短路径流动的缺陷;为了能够有效反映电网实际情形,考虑保护的不正确动作,定义了支路保护脆弱度指标,该指标有效量化了保护故障对关键线路辨识的影响;提出了结合支路结构脆弱度与支路保护脆弱度的综合辨识模型。以IEEE 39节点系统作为测试算例,算例结果验证了本文所提模型的合理性与有效性。     

基于动态潮流的电网连锁故障模型及关键线路识别

研究电力系统连锁故障机理有助于电网安全分析与控制,为此提出考虑发电机调速及负荷电压、频率特性的动态潮流连锁故障模式搜索方法。根据故障状态下雅克比矩阵对角元素值的变化,推导出系统电压稳定评估指标和系统处于电压崩溃临界点时的电压临界值。随着负载率的增大,系统电压稳定指标会逐渐下降,但临界值始终维持在0.5左右。将所提评估指标应用于电网关键线路辨识,对IEEE 39节点系统的仿真表明:所提线路关键性指标比传输功率和权重介数指标更为全面,PSASP时域仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑多重故障的连锁过载分析

多重故障作为低概率、高风险故障在一定情况下是有必要考虑的,其发生概率及严重程度随设备检修操作而引起的运行方式的改变而变化。文章采用事件树对连锁故障的分析方法,运用小概率事件的概率近似理论对多重故障进行概率阶次划分,可以简化多重故障的筛选过程。将此方法应用于连锁过载分析中,通过算例仿真可以看出,该搜索方法可以很好地反映因运行方式变化而产生的故障概率变化,更好地评估检修操作风险,进一步完善了低概率、高风险的连锁故障路径搜索,对于深入研究连锁故障有一定帮助。     

基于线路集群的连锁故障概率分析模型

在分析连锁故障传播机理的基础上,充分考虑到网络结构的拓扑关系,分析系统潮流转移时线路的自临界特性,结合连锁故障发展阶段的概率特点,提出了基于线路集群的连锁故障概率模型。通过对连锁故障过程的模拟,用过负荷和系统负荷损失指标对连锁故障进行风险评估,找到系统的薄弱环节,分析降低电力系统连锁故障风险的预防策略。通过对IEEE39节点系统和甘肃电网的算例演示,验证了所构建的连锁故障概率分析模型的可行性和有效性。     

考虑风电机组故障电压穿越特性的连锁故障关键线路辨识

新能源的接入提高了电网连锁故障发生的概率,给故障传播中关键线路的辨识增加了难度。为此,建立了考虑风电机组故障电压穿越特性和线路可靠性的连锁故障仿真模型,从线路失负荷严重程度、失负荷不均匀性和结构脆弱性3个角度建立了线路综合风险指标评价集。基于状态故障网络计及线路失负荷程度和线路失负荷不均匀性,分别定义了失负荷风险指标和不均匀风险指标;基于电气介数提出了考虑分布式新能源接入的脆弱结构指标;同时,考虑电网的网络结构和状态转移特性,采用模糊熵权法定义综合风险指标,以衡量线路开断的综合影响。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点系统算例验证所提方法用于关键线路辨识的有效性,且针对关键线路的缓解措施能显著降低大停电风险。     

基于Apriori算法的连锁故障机理研究

首先,分析了导致连锁故障扩大的主要因素,并根据影响因素定义了连锁故障事故链预测过程中线路的预测指标值;而且,每次预测时,用模糊均值聚类算法对所有线路预测指标值进行分类,选择指标值最大的一类线路为事故链预测时即将开断线路。其次,在得到连锁故障事故链集合的基础上,利用Apriori数据挖掘算法分析事故链集里面线路间的关联性,根据关联性分析的结果研究连锁故障的发生机理。最后,以IEEE14节点系统为例应用所提算法,进行了连锁故障事故链预测、线路关联性分析和连锁故障机理分析。     

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。     

基于事故链模型的电网关键线路辨识

确定电力系统中具有关键作用的线路对于避免连锁故障具有重要意义,为此,基于事故链模型提出了一种辨识电网中关键线路的方法。初始故障由系统负荷水平、线路故障率、线路负载率及关联系数等因素确定,使用事故概率重要度和设备在网络中的拓扑重要度作为事故链中间环节的预测,建立了基于事故链的连锁故障仿真模型。在事故链的风险评估基础上,考虑线路在事故链中位置、造成事故的严重程度等因素建立关键线路的重要度指标,通过该指标可以辨识对电力系统连锁故障产生重要影响的关键线路。以IEEE 39节点系统为算例,验证了该方法的有效性。该方法可以提高电网运行的可靠性,减少大停电事故的发生。