电力系统大停电的自组织临界现象

应用复杂系统理论,通过分析美国电网大停电事故的部分数据,深入探讨了电力系统大停电规模与频率之间的幂律关系以及大停电规模分布的分形分维特征,提出了大停电现象可以用自组织临界性的概念来加以解释的观点.结合Hurst指数,进一步说明了存在着对电力系统大停电进行预测的可能.     

沙堆模型的原理及其在电力系统中的应用

电力系统大停电具有自组织临界特性,电力系统过载或过负荷同样具有基于自组织临界理论中的协同学原理所揭示的规律。提出了一种能够形象地说明协同学原理的沙堆模型,设计出了沙堆模型的程序流程图,编写出了沙堆模型程序,并且设定了沙堆模型算例。通过总结不同算例的计算结果,分析了沙粒的分布特性。计算结果表明沙堆模型能够很好地模拟协同学原理所揭示的规律,为今后进一步利用沙堆模型,研究其在电力系统中的应用提供理论基础。     

自组织临界性与大停电事故预测

围绕当前电力系统自组织临界性(SOC)模型及大停电事故幂律关系的研究,从物理学的角度讨论了SOC的理论意义,说明了SOC模型为停电事故危险性分析中使用过去的有限资料来预测未来事故的方法提供了较为合理的理论依据。论述了电力系统SOC模型的着眼点,并不是某一次大停电事故,而是由很多停电事故构成的事故群体;电力系统SOC模型的重点,是试图说明事故群体的普遍性规律,并不是要阐明某一个具体大停电事故的规律。尽管SOC是一个简单的模型,但它不仅在提醒人们从物理学角度思考停电事故预测的可能性方面,还是在揭示简单的物理模型对于理解复杂停电事故现象的价值方面,都有着重要的作用。     

我国电力系统停电事故自组织临界性的研究

基于自组织临界性及分形的思想,通过分析1981—2002年我国电网重大停电事故,揭示了我国电网停电事故的自组织临界性特征,并构建了全国电网及东北、华中和西北区域电网停电事故的标度-频度模型。通过研究如何用沙堆模型来描述电力系统的自组织临界性,提出了先建立各网省局等规模稍小电网的实时动态沙堆模型从而形成一个沙堆群的模型来模拟整个全国电网的设想。     

电网大停电自组织临界性的概率统计分析法

针对复杂电力系统的自组织临界性特点,基于概率统计基本理论,利用极值分布的最大吸引场定理提出一种分析电网连锁故障大停电事故的有效方法。首先给出了衡量连锁故障大停电事故规模的指标及其选择依据和计算方法;然后通过定义连锁故障的分布函数计算出连锁故障发生的规模和概率。文章指出电网连锁大停电事故的发生与所研究的时间范围和故障规模有关,因此可以根据研究年限和故障规模来预测连锁故障发生的频率。对华北电网连锁故障大停电事故的历史数据进行了分析计算,结果表明了本文方法的有效性。     

基于直流潮流的电力系统停电分布及自组织临界性分析

基于利用直流潮流模拟电力系统连锁故障的OPA模型,研究了电力系统线路可靠性、线路容量增加方式以及负荷波动对复杂电力系统停电分布的影响和电力系统的自组织临界性。结果表明:输电线路可靠性和小的负荷波动对停电分布影响不大,而大的负荷波动对停电分布影响很大,可能导致连锁故障的发生;加强传输线路的建设可以有效减少停电频率,进而降低系统的运行风险;此外,可从系统总负荷需求和网络总传输容量比值的角度初步揭示电力系统的自组织临界性。     

基于元胞自动机的电力系统自组织临界特性仿真模型

将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真研究了电网故障的传播演化过程,并对电网故障的自组织临界性（SOC）进行了验证。     

中国电网停电事故统计与自组织临界性特征

通过中国东北、西北、华中、南方及全国电网在1981年～2002年间重大停电事故的时间序列,基于分形的思想,构建了停电事故的损失负荷数与频度的关系模型。经计算表明,停电事故的自组织临界特性是客观存在的,而分形的幂律值则是一个依赖于标度的不同而相对变化的数值。通过在同一标度一频度下比较还发现,东北与西北电网的幂律值相近,华中与南方电网的幂律值相近,这说明了两局网向临界状态演化的过程有相似之处。     

大停电自组织临界特征的若干问题探讨

对电力系统大停电的自组织临界特性的若干重要的问题进行了详细的讨论,包括大停电发生规模的幂率分布特征,分形特征及1/f噪声特征。该文利用国内的一些资料数据对我国电力系统的大停电的概率分布进行了回归分析,并在国内外研究工作的基础上从大停电持续时间分布的角度,对大停电的1/f噪声特性进行了近似证明,其结果和Bak等人在理想沙堆模型上得到的结果基本一致。     

外部风险源作用下电力系统自组织临界性分析

为了明晰电力系统大停电的内部风险源和外部风险源,讨论了全球变暖、地质灾害等外部风险源对电力系统发、输、配等环节稳定性的危害.通过对北美电网停电数据、地震灾害电网损坏数据的统计,得出全球变暖等外部风险源引发故障集中爆发是导致大停电事故的首要原因.分析了配电网故障数据,结果表明在强降水等极端事故下,配电网故障集中爆发是大停电损失负荷具有自组织临界性的重要原因.     

从调度角度分析8.14美加大停电

文章从调度的角度介绍了8.14美加大停电的过程,详细分析了事故中调度员在处理紧急事故,控制中心的自动化系统以及各级控制中心的协调中存在的问题,提出了在事故发展的各个阶段调度员可以采取控制事故的措施,指出若调度员采取有效措施,可以避免这次大停电事故.文章还总结了我们应从本次事故中汲取的教训.     

应用面向对象技术开发电力系统在线恢复控制专家系统

本文应用面向对象程序设计技术开发了具有通用目的的电风结构模型知识库，并在此基础上建立了大停电事故恢复控制专家系统，该系统对实时数据和警报信息进行连续分析和处理，能够判断系统解列和厂站停电故障，跟踪全国恢复状态，并提出合理的恢复步骤，通过对十三厂站各种停电故障的测试，表明该专家系统具有良好的在线应用前景。     

基于公共信息模型的电力系统模型的拆分与合并

通过简单介绍IEC 61970标准的公共信息模型(CIM)以及基于CIM／XML文件的互操作试验，阐明了将电力系统模型进行拆分和合并的意义，给出了基于CIM的电力系统模型拆分／合并的原则和方法。规定拆分应以厂站为最小的拆分单位，拆分出的几个模型之间可以有关联和部分重叠，模型的信息不能丢失。根据对实际系统的测试，这种方法是可行的，但有待于得到同行专家的认可并与其他厂家进行互操作试验来验证。     

电网调度管理须与电网发展俱进--北美东北电网事故浅析

根据美加停电事故中期报告和最终报告,作者分析了美加电网大停电的原因,计有电磁大环网、有的网无功缺乏、电网自动化出现故障、电网运行信息缺乏共享、在电网发生紧急情况和事故起始以及发展时没有统一指挥等十个问题.在此基础上,对于我国的电网互联提出的建议有:大区电网互联时不宜形成交流大环、电网间有功互供时无功需分网平衡、电网自动化系统须具有高可靠性、实行"统一调度、分级管理"是有利于电网安全运行的.     

基于排队论和QoS的电力系统主干网带宽估算

随着电力通信网以及应用系统的高速发展，对网络带宽的要求、特别是主干网带宽的要求越来越高。合适的主干网带宽估算能够为电力通信网的建设提供有力的依据。目前的网络流量估算大多局限于对正在运行的网络数据流量的实时监测，而对大型企业Intranet将来某一段时间主干带宽的估算尚无统一有效的方案。文中比较了多种网络建模与分析方法，提出了基于排队论和QoS(服务质量)的网络带宽估算方法，并以IP电话为例，给出了详细的计算过程。该方法能在对应用系统进行详细分类的基础上，利用M/M/1排队模型，直观、准确地估算出主干网络带宽。该方法适用于电力系统从地市到省公司的各种主干网带宽估算。     

一种基于灰色系统理论的中长期需电量预测模型

深入研究了基于灰色系统理论的中长期需电量预测方法,剖析了灰色预测ＧＭ（１,１）模型应用的局限性及其改进方法,根据电力系统中长期需电量预测的特点,将国民经济发展对年用电量的影响加到预测模型中,提出一种基于灰色系统理论的中长期需电量预测方法,并用此方法对山东省多年来的用电量进行试验和对未来十几年的用电量进行预测,结果表明：模型精度较高,预测误差较小,预测结果与国家电力公司的宏观预测值基本吻合。     

加速功率型电力系统稳定器的研制

目前国内生产的电力系统稳定器(PSS)多数采用单一电功率作为输入信号.由于机械功率不易获得,假定机械功率恒定时电功率就等于加速功率,而调整机械功率时,不宜再用电功率代替加速功率.因此0.1～2.0Hz频率范围内的低频振荡采用正阻尼参数后"反调"问题常常变得更严重,为解决"反调"问题,文章参考IEEE的PSS2A模型,开发了一种新型PSS,该PSS采用转速信号与电功率信号合成的加速功率作为输入信号,在解决"反调"问题的同时并不影响阻尼效果.动模试验结果及在内蒙古自治区达拉特火电厂的运行试验结果表明该加速功率型PSS具有良好的阻尼效果及抑制"反调"的功能.     

基于李雅普诺夫直接法的电力系统的可控制动电阻的非线性预测控制

电力系统的可控制动电阻（TCBR）对提高系统系统的暂态稳定性有很重要的作用，本文提出了一种新的TCBR控制器的设计方法，通过对单机无穷大系统的计算，验证了本文所提出的结论的正确性。     

基于等值二机模型的多机PSS极点配置

利用部分惯量中心(PCOI)等值,在频域中将多机系统等值成二机系统,在等值二机系统上运用极点配置法,得出了关于PSS放大倍数和时间常数的解析方程组,方程组求解采用Newton-Raphson迭代法。这种方法得出的PSS参数同时考虑了多机因素的影响和多模之间的协调,能够给出较为满意的多机PSS参数协调结果,一个4机系统的算例证明了所提方法的有效性。