输电线路的潮流介数及其在关键线路识别中的应用

根据输电线路在电网发电负荷节点对间的功率传输中被利用的程度,同时考虑发电容量和负荷水平的影响,提出输电线路的潮流介数指标,并以此作为辨识关键输电线路的判据。该判据能够适应电网不同运行方式下潮流分布的特点,量化了输电线路在全网功率传输中的作用和贡献,其物理背景更加符合电力系统实际。甘肃电网的实际算例表明,电网中输电线路的潮流介数具有显著的异质性特点,少数的几条输电线路在电网的功率交换中起到关键作用;基于潮流介数的相继故障方式下的负荷损失明显高于已有电气介数指标和随机故障方式;以潮流介数指标识别出的关键输电线路以及电网不同运行方式对潮流介数的影响结果,非常符合甘肃电网的实际运行特点;从而证明了利用潮流介数辨识关键输电线路的有效性。     

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。     

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。     

考虑元件关联性的节点综合脆弱评估模型

针对大停电事故中故障元件之间的连锁相关性,提出了考虑元件关联性的节点综合脆弱评估模型。首先从电网拓扑结构和潮流分布的不均匀性出发,根据节点线路功率关联性给出节点重要度评估模型;然后从区域负荷波动的差异性出发,根据故障关联性提出节点抗压度评估模型;最后综合考虑重要度与抗压度建立节点脆弱性评估模型。该模型综合考虑了网络拓扑结构、运行状态对节点脆弱性的影响,能有效识别负荷增长时承担主要输电任务的节点,克服了以往方法不能随系统运行方式变化动态调整节点脆弱值的缺陷。通过新英格兰10机39节点系统仿真计算,验证了模型的正确性和有效性。     

基于负荷介数和电气欧拉距离的电网关键环节辨识

为有效辨识电网关键环节,预防连锁故障,本文提出负荷介数和电气欧拉距离作为关键节点和线路的辨识依据。首先考虑电网中节点和线路的差异性提出负荷介数;然后结合线路介数和最大传输功率提出电气欧拉距离。该方法考虑线节点全局重要度、线路加权介数、线路度平均值以及最大传输功率对电网潮流分布的影响,将电网作为有向加权网络处理,计及电网节点度分布的差异性和线路功率传输约束,符合电力系统实际应用。通过IEEE 39节点系统的仿真计算和已有方法的对比,验证了本文所提方法的有效性。     

考虑运行方式的电网关键线路辨识

寻找电力系统的关键线路并加以控制可预防连锁故障的发生,因此需要一种切实可行并符合实际的关键线路评估指标。首先利用直流潮流功率传输分布因子改进线路介数,并用以评估线路的结构脆弱度;然后结合线路的运行状态,提出线路的综合脆弱度评估指标,线路的脆弱度不仅与结构脆弱度有关,而且还会受状态脆弱度的影响;最后通过仿真分析验证了利用综合脆弱度指标识别出的IEEE14节点系统的关键线路开断对系统的影响普遍较大,并证实了该方法的正确性和有效性。     

基于综合重要度的电网关键线路辨识方法

更加精准快速识别出电网关键线路，对提高电网运行的稳定程度以及预防电网连锁故障具有重要意义。文章首先基于复杂网络理论提出改进潮流介数指标，从结构角度判别系统受到功率扰动后线路的脆弱程度；然后基于熵理论，提出计及线路负载率的加权潮流转移熵指标，克服原有指标中只考虑转移潮流分布均匀性的不足；最后建立包括以上2种指标的综合重要度评估指标，更加全面地衡量线路在电力系统中的重要程度。通过对IEEE 39节点系统进行仿真，得出了不同攻击方式下系统的改进网络传输效率变化曲线图，证明了综合重要度指标的有效性，对预防电力系统连锁故障具有重要意义。     

基于改进节点电气介数的电网关键节点辨识

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于改进节点电气介数的电网关键节点辨识方法。以线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵为基础,结合节点类型的不同,计算改进节点电气介数识别电网的关键节点。综合考虑节点移除造成的负荷损失和节点受到注入功率扰动时的电网加权潮流分布熵,定义节点重要性指标衡量节点在负荷供电和功率传输中的作用,对关键节点识别结果进行检验。改进节点电气介数计算简单,克服了以往方法中假设节点间功率按最短路径传输的不足,同时考虑了线路中潮流的方向性。在IEEE39节点系统中对该方法进行验证,结果表明利用改进节点电气介数可有效识别电网负荷供电和功率传输中的关键节点。     

考虑多影响因素的关键输电线路辨识

针对关键输电线路辨识方法中普遍未计及相邻线路间传输的信息以及线路最大传输容量值考虑不足的问题,在输电网拓扑结构完整的条件下,提出一种综合多指标的关键输电线路辨识方法。通过考虑发电机输出容量、负荷大小、线路电抗、线路最大传输容量值以及电网的功率传输特性等多重因素,建立从不同角度衡量线路重要性的线路电抗介数指标、线路入度重要性指标、线路出度重要性指标和线路容量限制指标。采用博弈论综合赋权法综合建立的4个指标,形成辨识关键输电线路的线路影响力综合指标。以IEEE4节点系统为测试算例分析辨识方法的计算过程,并在IEEE39节点系统中进行仿真分析,验证所提方法的可行性与正确性。     

基于绝对潮流介数和分布因子相关度的关键线路辨识方法

为提高电力系统关键线路辨识的准确度和辨识速度,基于电网功率分布因子、计及与发电机和负荷直连线路的重要度因子,定义了绝对潮流介数指标来进行静态关键线路辨识,并提出了分布因子相关度指标进行动态关键线路辨识。IEEE 39节点算例表明,所提出的绝对潮流介数和分布因子相关度指标无需计算潮流,同时基于绝对潮流介数辨识结果对系统进行连续攻击会使得系统最优切负荷量更大,可以更全面地找出系统的关键线路,提高关键线路辨识准确度;分布因子相关度指标提高了关键线路辨识速度,对故障后系统的前2条关键线路的辨识结果较好;结合2者可大大提高关键线路辨识效率。     

基于复杂网络理论的输电容量匹配模型

为提高电力系统供电可靠性,减少大规模连锁故障发生的几率,针对连锁故障的传播提出一种线路重要度评估指标,用于量化输电线路故障对于连锁故障传播的作用,并根据线路的重要度评估结果给出了输电容量匹配模型。藉由该匹配模型可以合理配置系统的输电容量,即优化系统的负载率分布从而达到提高系统供电可靠性的目的。仿真实验结果证明,在系统输电容量冗余,即系统整体负载率相同的情况下,所提出的优化模型匹配输电线路的输电容量或调整负载率分布可以防止故障传播过程中系统负载率向异质分布的演化趋势,从而降低大规模连锁故障发生的几率。     

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。     

基于熵权-层次分析法综合指标的电网关键节点辨识

计及电网线路负载率等级, 基于泰尔熵理论考虑潮流变化的分布不均衡性, 文中提出节点状态关键度指标。为使评估结果更符合复杂网络与实际电网结构模型, 文中提出最大流传输贡献介数和接近中心性指标。文中结合熵权法和层次分析法对指标进行权重分配, 得到既兼顾电网状态变化和电网结构, 又结合主观经验并考虑客观数据的关键节点评估综合指标, 从而准确辨识电网关键节点。通过IEEE39节点标准系统进行测试, 验证文中综合指标的可行性和实用性。     

基于时序运行数据的输电网线路重要度评估

针对传统基于物理模型进行仿真模拟的方法,基于电网实际运行数据,提出一种在较长时间尺度下,面向不同运行方式的输电网线路重要度评估框架。首先基于输电网络线路有功潮流数据样本,通过模糊C-均值（fuzzy C-means,FCM）聚类与谱系聚类两步式聚类技术,划分输电网络不同的典型运行方式,建立典型场景;然后提出一种新的时序潮流熵计算方法,并将其和典型相关系数理论结合形成一种新的输电网线路重要度指标,用来对各个运行场景下输电网线路重要度进行评估,克服以往传统关键线路评估方法时不变性的缺点;最后根据复杂网络理论,从输电网络拓扑结构角度对所得结论进行分析对比,证明所提评估方法的合理性。     

基于改进脆弱线路辨识的关键输电断面确定方法

输电断面集中体现了大规模互联电网的薄弱环节，是电力系统调度运行与监控分析的重点。为应对关键输电断面的准确合理辨识问题，提出一种依托改进脆弱线路表征的关键输电断面的辨识方法。首先，在结合边介数和功率传输分布因子的基础上，提出一种以改进传输介数方式量化线路脆弱程度的指标方法，并据此甄选出预想故障支路集内部包含的脆弱线路成员；其次，采用前k最短路径算法分别搜索预想故障支路的潮流转移断面，并依据支路开断分布因子择取与之相构成拓扑割集的电力系统关键输电断面；最后，利用IEEE-39节点系统标准算例进行仿真分析。结果表明，所提方法不依赖于人工经验，能够准确、有效地辨识系统的关键输电断面。     

电力通信网的关键节点辨识

在如今快速发展的智能电网中,电力通信网节点数量和网络结构变得越来越庞大且复杂。为了识别网络中的关键节点,结合电力通信网拥有其作为电网通信主干网架的独特行业背景,综合电力通信网的拓扑结构、通信业务和电网的影响等因素构建了多指标评价体系。通过层次分析法求得各指标的主观权重,并用熵权法求得各指标的客观权重,最后结合两种权重得到指标综合权重,根据各指标的重要度及对应综合权重确定各个节点的重要度。仿真表明,相对于其他算法,该算法的评价指标更为综合,权重分配更为客观合理,能准确辨识网络中关键节点,为保障电力通信网的安全可靠运行提供参考依据。     

基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别方法。通过直流潮流法快速估算线路断开时系统其他线路的潮流增量及负载率,采用加权潮流冲击熵反映目标线路受其他线路断开的转移潮流的影响,利用加权潮流分布熵反映目标线路断开对系统线路负载率分布的影响。结合加权潮流冲击熵与加权潮流分布熵定义线路综合脆弱指标,识别电网故障传播中的脆弱线路。直流潮流法可通过简单的数学运算准确估算系统断线故障时各线路的潮流情况,计算量少,适用性好。该方法综合考虑线路的受冲击脆弱度和断开后果脆弱度反映线路在电网故障传播中的脆弱性,同时,加权潮流熵有效反映了线路负载率较高甚至过载时的危险性。在IEEE39节点系统中对该方法进行了验证。     

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。     

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。