基于复杂网络理论的关键输电断面分析

关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了基础。该方法利用输电介数指标识别由电网拓扑结构与潮流分布共同决定的关键输电线路,并结合复杂网络聚类算法构造适用于输电断面分析的电网分区方法;在分区的基础上,利用输电断面的特征及其与分区的关系,解决自动搜索过程中的充分性和必要性问题;最后,利用主导线路的输电介数实现了关键输电断面的重要性排序,克服后验式自动搜索方法中需要定量分析安全稳定裕度的缺陷。对中国电科院CEPRI-36系统和某省电网进行仿真计算,验证了所提模型和算法的有效性及对大电网的适应性。     

基于复杂网络理论的电网脆弱性评估

近年来频繁发生的大停电事件引起人们对电网可靠性的广泛关注.基于复杂网络理论,提出一种电网结构脆弱性分析方法,依据线路电抗和电压作为介数值指标来衡量电网的脆弱线路.通过分析IEEE39节点系统,证实了该方法的有效性和实用性.     

基于复杂网络理论的受端电网分层分区

提出了一种基于复杂网络理论的受端电网分层分区方法,采用社团网络分区中的Normal矩阵谱平分法,结合K-means聚类算法形成备选分层分区方案,保证了同层区电网内紧密的电气联系。同时,将模块度指标和无功储备校核法引入分层分区算法流程中,使备选结果满足实际电网对电气距离及电能质量的要求。另外,为了从备选方案中选取较优的分层分区方案,在建立分层分区综合评价指标体系的基础上,将灰色关联序分析法与层次分析法相结合,形成层次分析-灰色关联组合权重分析法,使电网分层分区结果更客观,更可信。采用IEEE 39节点标准测试系统对所提分层分区方法的可行性和效率进行仿真计算和验证。分析表明,该方法能够快速有效地获取合理的分层分区方案,为电网分层分区工程实践提供理论支撑。     

基于GN分区的输电断面快速搜索

提出了一种基于电网分区的输电断面快速搜索方法。该方法在利用复杂网络社团划分中的GN算法对电网进行分区的基础上,结合图论中的路径矩阵等相关知识实现输电断面搜索。同时在对电网进行分区时,本文通过关键介数等指标确保脆弱线路以及重载线路优先成为区间联络线,从而有效克服了传统电网分区由于忽略电网拓扑结构以及线路负载情况而存在的问题,以此最大程度减小未进行区内选择带来的漏选问题。采用IEEE39节点系统标准算例,验证所提方法有效可行。     

考虑地理分区边界优化的电网关键输电断面辨识

针对电力系统薄弱环节辨识的需要,提出了一种考虑地理分区边界优化的电网关键输电断面自动搜索方法。以电网地理分区为基础,对厂站所属分区的合理性进行检验、优化,得到电网的分区简化结构图。结合图论原理,使用分区简化图的邻接矩阵和路径矩阵及相应矩阵逻辑运算完成输电断面的自动快速搜索。依据输电断面的传输容量及安全裕度定义了断面重要度指标,并根据该指标排序筛选出系统的关键断面。利用新英格兰39节点系统及某实际电网的算例仿真搜索系统关键断面,验证了该方法的实用性和有效性。     

基于状态分区的输电断面快速搜索

针对断面连锁过载跳闸是过载支路切除后系统发生连锁故障的重要原因,提出了一种基于状态分区的含多电压等级输电断面快速搜索方法。通过算例分析了该算法并介绍了仿真结果。     

基于复杂网络理论的大电网结构脆弱性分析

基于复杂网络理论,提出一种大规模电网结构脆弱性分析方法.该方法从电网拓扑结构出发,强调电网整体架构对故障传播的影响,有助于对连锁故障在大电网中传播机理的研究.通过对国内某一大区电网的故障模拟结果表明:电力网络的脆弱性与其网络拓扑有着密切的联系,同时本文所提出的介数指标相对于度数指标,能够更好地揭示电力网络的脆弱环节.     

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。     

基于子网络收缩的输电断面搜索方法

输电断面的强弱对整个电网的安全稳定性具有重要的影响。离线计算分析中主要采用人工分析的方式,而在线稳定评估系统应用中则需要能够自动识别系统的输电断面,以自动适应电网运行方式的变化。从实际电网输电断面的特点出发,针对高电压等级非电磁环网断面和电磁环网断面,提出了基于子网络自动收缩的输电断面搜索方法。首先,将整个网络按照厂站和供电区域进行简化。其次,以合并子网络所有送出线路为起点,关联子网络自动收缩,在所有功率送出线路中搜索高电压等级非电磁环网断面。以供电区域中的合并厂站功率送出高电压等级线路为起点,关联厂站自动收缩,在所有高电压等级功率送出线路中搜索电磁环网高电压等级线路。最后,采用华北-华中电网实际系统算例验证了方法的有效性。输电断面自动搜索是电力系统安全稳定状态在线自动分析的重要基础,具有重要的实际应用价值。     

基于加权复杂网络模型的恢复路径优化方法

输电网络重构是电力系统大停电或部分停电后进行恢复的第2个阶段,如何确定恢复的目标骨架网络及其恢复路径序列是该阶段的主要任务。文中提出了一种新的基于加权复杂网络模型的输电网络重构优化算法,考虑了节点有功发电出力和有功负荷（特别是重要负荷）的大小以及各节点在网络中的分布情况和重要性程度,并利用了加权复杂网络模型中衡量网络枢纽性的介数指标来优化恢复路径。该算法可以得到最优的恢复路径序列和目标骨架网络,克服了现有方法在确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个输电网络重构环节严重脱离的缺点,并在一定程度上解决了现有的恢复路径优化方法采用专家经验或分段寻优策略而无法得到最优解的问题。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的方法的基本特征。     

基于图论的输电断面快速搜索

提出了一种快速识别与过载支路相关的关键输电断面的图论方法。该方法根据实时的网络拓扑结构与潮流分布状态建立系统状态图,再利用图论中有向图的邻接矩阵与路径矩阵,通过简单的矩阵运算,快速地识别出受过载支路断开影响最严重的输电断面,从而减小了进一步分析计算的负担,为实现快速的关键输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。文中采用中国电科院CEPRI36节点系统进行了仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

基于复杂网络社团结构的恢复子系统划分算法

并行恢复对加快大停电后系统的恢复具有十分重要的意义,而恢复子系统的合理划分是并行恢复的基础,但到目前为止在理论上还没有成熟的方法来指导恢复子系统的划分。在此背景下,提出了一种新的基于复杂网络社团结构理论的恢复子系统划分算法。该算法根据黑启动机组在电网中的分布情况以及电网自身特点来划分子系统,利用模块度指标来衡量划分结果的合理性,并根据各个子系统分裂出来的先后次序来确定子系统之间同步并列的先后次序。克服了传统方法无法衡量划分结果合理性、不能适当确定同步并联规则或策略的缺点。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所述方法的基本特征。     

基于复杂网络理论和条件概率的灾难性事故风险评估方法

应用复杂网络理论与风险理论,综合考虑了电网的运行状态和拓扑结构,提出了一种基于贝叶斯网络的条件概率风险指标对电力系统灾难性事故的评估方法。该方法引入了电气介数指标,克服了传统风险评估中事故严重度只考虑电网运行状态而没有考虑电网结构的不足。应用条件概率,弥补了传统风险评估中元件故障概率之间相互独立的缺陷。构建了灾难性事故风险指标体系,表征了系统当前状态的运行风险,刻画了系统由于连锁故障向灾难性演变的趋势。仿真结果证明该方法能够有效地辨识系统存在的风险,为电网安全性评估提供了有效的参考信息。     

基于可信性理论的输电网规划

建立了基于可信性理论的输电网规划模型,得到模糊不确定负荷下的电网规划方案。将可信度的概念引入模型中,作为评价模糊不确定负荷下电网规划方案优劣的指标,该指标具有明确的物理意义和严格的数学理论基础。利用最小切负荷问题的负荷边界特性,证明了给定可信度指标下输电网规划模型的求解可等价于区间负荷下输电网规划模型的求解。使用结合区间至多切负荷量理论的贪婪随机自适应搜索算法求解该模型,可求得给定可信度指标下的输电网规划方案。新模型的求解不受模糊负荷下实际数学模型的限制,具有较好的适用性和明确的物理意义。46节点系统算例的计算结果验证了该模型和算法的有效性。     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法.该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度.根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度.上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集.对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标.通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性.     

基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法

提出了一种基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法。该方法依据过载支路切除后的潮流转移特征定义了输电断面,并借助图论中的割点和块以及最短路径等概念,深入分析了输电断面的拓扑特征;通过一系列的矩阵运算,在以断开支路为中心的块中搜索出断开支路两端点间的前k条最短路径,并最终识别出受支路断开影响最严重的输电断面。文中在电网模型降维、k值的优化选取和路径搜索方面均做出了重要改进,给出了k的取值原则和利用邻近节点信息确定最短路径的方法,有效避免了关键支路漏选且可大大减少分析计算量,实现了输电断面的快速识别,为预防电网连锁故障引发的级联跳闸奠定了基础。在新英格兰39节点和IEEE 118节点系统上进行了仿真分析,结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于Bayesian网络与复杂网络理论的特/超高压输电线路状态评估模型

为有效衡量特高压输电线路外部工作条件和所在系统内部运行状态对线路状态评估的影响,采用Bayesian网络定量分析了输电线路在各种外部条件下的故障概率;结合复杂网络理论分析方法,引入系统几何量参数量化线路重要程度的差异;借鉴风险评估思想,提出了基于Bayesian网络与复杂网络理论的输电线路综合状态评估模型。仿真计算结果表明,所提模型对电网中运行风险高且系统地位重要的线路具有较好的辨识能力。与基于线路外部条件信息的状态评估方法相比,该模型增加了系统内部运行信息,提高了线路实时重要性的辨识能力,且计算速度快,符合实际工程需要。     

基于CSP的复杂配电网孤岛划分方案研究

在含分布式电源的复杂配电网系统发生故障时,制定合理的孤岛划分方案可提高系统的供电可靠性。利用复杂配电网简化模型,采用两阶段策略解决孤岛划分问题。首先提出了基于约束满足问题的孤岛划分方法,离线生成满足约束问题的单元集合,将孤岛划分问题转化为寻求孤岛最优解的问题。然后在配电系统发生故障时,采用启发式的回溯搜索策略,得出最终的孤岛划分方案。通过对IEEE69节点配电系统进行仿真．验证了该方法有效性和实用性。